JP2708463B2 - 高耐摩耗性カーボンブラック - Google Patents
高耐摩耗性カーボンブラックInfo
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- JP2708463B2 JP2708463B2 JP63107322A JP10732288A JP2708463B2 JP 2708463 B2 JP2708463 B2 JP 2708463B2 JP 63107322 A JP63107322 A JP 63107322A JP 10732288 A JP10732288 A JP 10732288A JP 2708463 B2 JP2708463 B2 JP 2708463B2
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- JP
- Japan
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- carbon black
- ahr
- surface area
- amount
- dst
- Prior art date
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主にタイヤトレッド等の高耐摩耗性の要求
される部材に有効な新規なファーネスカーボンブラック
に関するものであり、より詳細には、SAF級カーボンブ
ラックよりも低比表面積でありながら、SAF級カーボン
ブラックと同等もしくはそれ以上の高耐摩耗性を配合ゴ
ムに付与することのできる高耐摩耗性カーボンブラック
に係るものである。
される部材に有効な新規なファーネスカーボンブラック
に関するものであり、より詳細には、SAF級カーボンブ
ラックよりも低比表面積でありながら、SAF級カーボン
ブラックと同等もしくはそれ以上の高耐摩耗性を配合ゴ
ムに付与することのできる高耐摩耗性カーボンブラック
に係るものである。
［従来の技術］ タイヤトレッド等の特に高耐摩耗性を要求されるゴム
部材においては、SAF級カーボンブラックがゴムに配合
されて用いられている。
部材においては、SAF級カーボンブラックがゴムに配合
されて用いられている。
従来のSAF級カーボンブラックにおいては、比表面積
が窒素吸着比表面積（N2SA）で145m2/g以上と大きいに
もかかわらず、比表面積から期待される耐摩耗性が充分
に発揮されているとは言い難い。更に、耐摩耗性向上の
為に比表面積を大きくすると、相対的に配合ゴムのヒス
テリシスロスが増加し、例えば自動車用タイヤの場合に
は転動抵抗の増加をもたらし、自動車の経済走行の障害
となる。また、高比表面積化による耐摩耗性の向上を計
る従来の技術による場合には、カーボンブラックとゴム
の混練時の発熱や、押出し機による成形加工時の粘度上
昇などの加工性を阻害することも、ゴム製品の製造面か
らは望ましくない問題点であった。
が窒素吸着比表面積（N2SA）で145m2/g以上と大きいに
もかかわらず、比表面積から期待される耐摩耗性が充分
に発揮されているとは言い難い。更に、耐摩耗性向上の
為に比表面積を大きくすると、相対的に配合ゴムのヒス
テリシスロスが増加し、例えば自動車用タイヤの場合に
は転動抵抗の増加をもたらし、自動車の経済走行の障害
となる。また、高比表面積化による耐摩耗性の向上を計
る従来の技術による場合には、カーボンブラックとゴム
の混練時の発熱や、押出し機による成形加工時の粘度上
昇などの加工性を阻害することも、ゴム製品の製造面か
らは望ましくない問題点であった。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、従来のSAF級カーボンブラックの上述のご
とき欠点を解消し、表面積を増大せずに従来のSAF級カ
ーボンブラックに匹敵する耐摩耗性と、少なくとも同等
ないしは低いヒステリシスロスを有し、しかも加工性の
改善されたゴム組成物を与える高耐摩耗性ファーネスカ
ーボンブラックを提供することを目的としている。
とき欠点を解消し、表面積を増大せずに従来のSAF級カ
ーボンブラックに匹敵する耐摩耗性と、少なくとも同等
ないしは低いヒステリシスロスを有し、しかも加工性の
改善されたゴム組成物を与える高耐摩耗性ファーネスカ
ーボンブラックを提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］ カーボンブラックのゴムに対する耐摩耗性付与能力
は、窒素吸着比表面積（N2SA）及びDBP吸油量（DBPA）
または圧縮後のDBPA（24M4DBPA）で示される高次構造
（ストラクチャー）に大きく関連していることは周知で
ある。
は、窒素吸着比表面積（N2SA）及びDBP吸油量（DBPA）
または圧縮後のDBPA（24M4DBPA）で示される高次構造
（ストラクチャー）に大きく関連していることは周知で
ある。
しかし、近年の知見によると、カーボンブラックのゴ
ムに対する耐摩耗性（補強性）付与能力は、カーボンブ
ラックの最小分散単位である凝集体（アグリゲート）の
サイズ分布が狭隘であることにより格段の向上を示すこ
とが見出され、特許出願されている（出願人：旭カーボ
ン（株）特開昭62-57433、62-57434）。
ムに対する耐摩耗性（補強性）付与能力は、カーボンブ
ラックの最小分散単位である凝集体（アグリゲート）の
サイズ分布が狭隘であることにより格段の向上を示すこ
とが見出され、特許出願されている（出願人：旭カーボ
ン（株）特開昭62-57433、62-57434）。
アグリゲートサイズ分布を狭隘化することによる補強
性向上は、SAF級ないしは近傍の品種のカーボンブラッ
クにも有効であることを見出したが、本発明者等は、カ
ーボンブラックの表面活性度を一定以上に高めることに
より、アグリゲートサイズ分布の狭隘化と相俟って、SA
F級のカーボンブラックより低比表面積でありながら、S
AF級カーボンブラックに比してより高い補強性を有する
カーボンブラックの得られることを見出した。
性向上は、SAF級ないしは近傍の品種のカーボンブラッ
クにも有効であることを見出したが、本発明者等は、カ
ーボンブラックの表面活性度を一定以上に高めることに
より、アグリゲートサイズ分布の狭隘化と相俟って、SA
F級のカーボンブラックより低比表面積でありながら、S
AF級カーボンブラックに比してより高い補強性を有する
カーボンブラックの得られることを見出した。
アグリゲートサイズ分布指数（Ｓ）は、カーボンブラ
ックの沈降分析により得られ、通常市販のSAF級カーボ
ンブラックのＳが0.16を超えるのに対しＳを0.15以下、
好ましくは0.14以下に狭隘化することにより高い補強性
を実現した。
ックの沈降分析により得られ、通常市販のSAF級カーボ
ンブラックのＳが0.16を超えるのに対しＳを0.15以下、
好ましくは0.14以下に狭隘化することにより高い補強性
を実現した。
カーボンブラックのマトリックスゴムに対する表面活
性度としては、一般に“活性水素”との関連で認識され
ている（出願人：（株）ブリジストン、特開昭61-20754
2）。また、カーボンブラックの真比重値をもって表面
活性度の代用特性とする考えも有る（特公昭53-34149、
特開昭61-291636、特開昭61-192468）。
性度としては、一般に“活性水素”との関連で認識され
ている（出願人：（株）ブリジストン、特開昭61-20754
2）。また、カーボンブラックの真比重値をもって表面
活性度の代用特性とする考えも有る（特公昭53-34149、
特開昭61-291636、特開昭61-192468）。
これらの“表面活性”の指標は、ゴムに対する補強に
直接関与するカーボンブラック表面以外の情報をも包含
している憾みがある。
直接関与するカーボンブラック表面以外の情報をも包含
している憾みがある。
即ち、1000℃を超える高温で加熱されたカーボンブラ
ックより離脱する水素は、表面に存在する水素のみなら
ず、カーボンブラック粒子内部のグラファイト様微小結
晶の再配列により離脱する水素をも包含している。ま
た、カーボンブラックの真比重値については、カーボン
ブラック粒子の内部構造に関する情報の一部を反映する
もので、表面の活性度を直接的に示すものとは考えられ
ない。
ックより離脱する水素は、表面に存在する水素のみなら
ず、カーボンブラック粒子内部のグラファイト様微小結
晶の再配列により離脱する水素をも包含している。ま
た、カーボンブラックの真比重値については、カーボン
ブラック粒子の内部構造に関する情報の一部を反映する
もので、表面の活性度を直接的に示すものとは考えられ
ない。
本発明者らは、比較的低温域でカーボンブラックと硫
黄と直接反応させ、発生する硫化水素ガスの多寡を以っ
てカーボンブラック表面の活性度とする新しい測定方法
を見出し、この方法により測定された表面活性度が、ゴ
ムに対するカーボンブラック補強性に大きく寄与するこ
とを見出した。
黄と直接反応させ、発生する硫化水素ガスの多寡を以っ
てカーボンブラック表面の活性度とする新しい測定方法
を見出し、この方法により測定された表面活性度が、ゴ
ムに対するカーボンブラック補強性に大きく寄与するこ
とを見出した。
即ち、不活性ガス雰囲気中で、カーボンブラックと硫
黄の混合粉末を室温より10℃/minの速度で昇温し、350
℃及び550℃に達した時点の生成硫化水素ガス量を、そ
れぞれH2S（350）、H2S（550）としたとき、カーボンブ
ラックの表面活性水素量比（AHR）は次のように定義さ
れる。
黄の混合粉末を室温より10℃/minの速度で昇温し、350
℃及び550℃に達した時点の生成硫化水素ガス量を、そ
れぞれH2S（350）、H2S（550）としたとき、カーボンブ
ラックの表面活性水素量比（AHR）は次のように定義さ
れる。
AHR＝H2S（350）／H2S（550） カーボンブラック表面の水素には、比較的低温で硫黄と
反応するものと、比較的高温で反応するものとが存在
し、350℃以下の低温域で硫黄に対して反応性を示す水
素量の比率が高い程カーボンブラックのゴムに対する反
応性が高く、補強効果に寄与することを見出し、本発明
を完成した。
反応するものと、比較的高温で反応するものとが存在
し、350℃以下の低温域で硫黄に対して反応性を示す水
素量の比率が高い程カーボンブラックのゴムに対する反
応性が高く、補強効果に寄与することを見出し、本発明
を完成した。
通常市販のSAF級カーボンブラックのAHRの値は0.1に
満たず、AHRの値を0.10以上、望ましくは0.15以上にす
ることにより、より高補強効果の大きなカーボンブラッ
クが得られる。
満たず、AHRの値を0.10以上、望ましくは0.15以上にす
ることにより、より高補強効果の大きなカーボンブラッ
クが得られる。
通常市販のSAF級カーボンブラックの比表面積におい
ては、窒素吸着法（BET法）による比表面積（N2SA）が1
45m2/gを超えるのが一般的であるが、前記Ｓ及びAHRを
特定された値とすることにより、N2SAが140m2/g以下に
おいても充分な耐摩耗性を付与することが可能である。
また、N2SAを140m2/g以下にすることにより、ヒステリ
シスロスを通常のSAF級カーボンブラックより低下させ
ることが可能である。
ては、窒素吸着法（BET法）による比表面積（N2SA）が1
45m2/gを超えるのが一般的であるが、前記Ｓ及びAHRを
特定された値とすることにより、N2SAが140m2/g以下に
おいても充分な耐摩耗性を付与することが可能である。
また、N2SAを140m2/g以下にすることにより、ヒステリ
シスロスを通常のSAF級カーボンブラックより低下させ
ることが可能である。
すなわち、本発明は、窒素吸着比表面積（N2SA）が11
0〜140m2/g、圧縮DBP吸油量（24M4DBPA）が80〜120ml/1
00gの領域にあるカーボンブラックにおいて、下記算出
式−で得られるアグリゲートサイズ分布指数（Ｓ）が
0.10〜0.15、好ましくは0.11〜0.14の範囲にあり、かつ
不活性雰囲気下の350℃および550℃の温度で当該カーボ
ンブラックと硫黄を反応させて発生した硫化水素量から
算出した表面活性水素量比（AHR）が0.10以上、好まし
くは0.15以上の特性を有する高耐摩耗性カーボンブラッ
クに関するものである。
0〜140m2/g、圧縮DBP吸油量（24M4DBPA）が80〜120ml/1
00gの領域にあるカーボンブラックにおいて、下記算出
式−で得られるアグリゲートサイズ分布指数（Ｓ）が
0.10〜0.15、好ましくは0.11〜0.14の範囲にあり、かつ
不活性雰囲気下の350℃および550℃の温度で当該カーボ
ンブラックと硫黄を反応させて発生した硫化水素量から
算出した表面活性水素量比（AHR）が0.10以上、好まし
くは0.15以上の特性を有する高耐摩耗性カーボンブラッ
クに関するものである。
ここで、Dstは遠心沈降分析によるカーボンブラック
アグリゲートのストークス相当径の最多頻度値であり、
▲ＤL 50▼はDstよりも大きな側にあって、かつDstの1/2
の頻度を有するストークス相当径である。
アグリゲートのストークス相当径の最多頻度値であり、
▲ＤL 50▼はDstよりも大きな側にあって、かつDstの1/2
の頻度を有するストークス相当径である。
本発明において適用されるカーボンブラックのその他
の物理化学特性は次のようにして測定される。
の物理化学特性は次のようにして測定される。
（１）窒素吸着比表面積（N2SA） ASTM D3037−84B法で測定され、単位重量当りの比表
面積m2/gで表示される。
面積m2/gで表示される。
（２）圧縮DBP吸油量（24M4DBPA） ASTM D3493−84で測定され、100g当りに吸収されるジ
ブチルフタレートのmlで表示される。
ブチルフタレートのmlで表示される。
（３）沈降分析によるカーボンブラックアグリゲートサ
イズ分析法。
イズ分析法。
使用機器 Disk Centrifuge Photo sedimentometer（DCF） （英）Joyce Loebl社製 測定法 若干の界面活性剤を加えた30％メタノール水溶液中
に、0.02〜0.06重量％のカーボンブラックを加え、超音
波処理を施して完全に分散せしめる。15v/v％グリセリ
ン水溶液の沈降液（スピン液）20〜30mlを注加した回転
デイスク（disk）の回転数を8000rpmとし、上記分散液
0.02〜0.03mlを注加する。
に、0.02〜0.06重量％のカーボンブラックを加え、超音
波処理を施して完全に分散せしめる。15v/v％グリセリ
ン水溶液の沈降液（スピン液）20〜30mlを注加した回転
デイスク（disk）の回転数を8000rpmとし、上記分散液
0.02〜0.03mlを注加する。
分散液の注加と同時に記録計を動作せしめ、回転デイ
スクの外周近傍の一定点を沈降によって通過するカーボ
ンブラックアグリゲートの量を光学的に測定して、その
量を時間に対するヒストグラムとして記録する。
スクの外周近傍の一定点を沈降によって通過するカーボ
ンブラックアグリゲートの量を光学的に測定して、その
量を時間に対するヒストグラムとして記録する。
沈降時間を、下記の式（ストークスの式の一般型）に
よりストークス相当径に換算し、カーボンブラックアグ
リゲートのストークス相当径とその頻度のヒストグラム
を得る。
よりストークス相当径に換算し、カーボンブラックアグ
リゲートのストークス相当径とその頻度のヒストグラム
を得る。
式（１）において、ｄは沈降開始後の時間ｔで回転デ
イスクの光学的想定点を通過するカーボンブラックアグ
リゲートのストークス相当径である。
イスクの光学的想定点を通過するカーボンブラックアグ
リゲートのストークス相当径である。
定数Ｋは、測定時のスピン液の量、粘度およびカーボ
ンブラックとの密度差（カーボンブラックの真密度を1.
86g/mlとする）、さらに回転デイスクの回転数によって
決定せられる定数である。例えば、スピン液として15v/
v％グリセリン水溶液25mlを用い、測定温度20℃でデイ
スク回転数8000rpmとした場合のＫ値は492.3となり、ｄ
はnm、ｔは分で表示される。
ンブラックとの密度差（カーボンブラックの真密度を1.
86g/mlとする）、さらに回転デイスクの回転数によって
決定せられる定数である。例えば、スピン液として15v/
v％グリセリン水溶液25mlを用い、測定温度20℃でデイ
スク回転数8000rpmとした場合のＫ値は492.3となり、ｄ
はnm、ｔは分で表示される。
DstおよびＳの定義 上記測定操作によって得られるアグリゲートのストー
クス相当径ヒストグラムにおいて、最多頻度（実際に
は、光学的測定を行なっているので最大吸光度である）
を与えるアグリゲート相当径をDst（Mode）と称し、カ
ーボンブラックアグリゲートの平均的大きさの目安とす
る。
クス相当径ヒストグラムにおいて、最多頻度（実際に
は、光学的測定を行なっているので最大吸光度である）
を与えるアグリゲート相当径をDst（Mode）と称し、カ
ーボンブラックアグリゲートの平均的大きさの目安とす
る。
また、当該ヒストグラムにおいて、Dstの示す頻度
（吸光度）の二分の一の頻度（吸光度）を示し、かつDs
tよりも大なるストークス相当径を▲ＤL 50▼としたと
き、アグリゲートサイズ分布指数Ｓは、 で定義される。これは、比較的大きなアグリゲートサ
イズの分布広さの目安となる。
（吸光度）の二分の一の頻度（吸光度）を示し、かつDs
tよりも大なるストークス相当径を▲ＤL 50▼としたと
き、アグリゲートサイズ分布指数Ｓは、 で定義される。これは、比較的大きなアグリゲートサ
イズの分布広さの目安となる。
（４）AHR測定方法 110℃で１時間乾燥した測定対象カーボンブラック約1
00mgと、純度99％以上の硫黄約10mgを乳鉢でかるく粉砕
しながら均一に混合する。カーボンブラックと硫黄の混
合物を石英ガラス製反応管（内径10mm、長さ150mm）に
入れ、反応管内を真空ポンプで10Torr以下の圧力に保ち
ながら管状電気炉により90〜100℃で30分間保持し、室
温まで放冷した後窒素ガスを反応管に充満せしめ、その
後反応管をガスサンプリング用ゴム栓で密封する。反応
管を管状電気炉内で10℃／分の昇温速度で加熱し、350
℃および550℃にそれぞれ達した時点でガスクロマトグ
ラフ用マイクロシリンジを用いて反応管のガスサンプリ
ング用ゴム栓より反応管中から一定量のガスを採取し、
採取ガス中の硫化水素濃度をガスクロマトグラフ
〔（株）島津製作所製:GS-3BFP、カラム充填材：ポリフ
ェニルエーテル（ファイブリングス）、検出器:FID〕を
用いて測定する。
00mgと、純度99％以上の硫黄約10mgを乳鉢でかるく粉砕
しながら均一に混合する。カーボンブラックと硫黄の混
合物を石英ガラス製反応管（内径10mm、長さ150mm）に
入れ、反応管内を真空ポンプで10Torr以下の圧力に保ち
ながら管状電気炉により90〜100℃で30分間保持し、室
温まで放冷した後窒素ガスを反応管に充満せしめ、その
後反応管をガスサンプリング用ゴム栓で密封する。反応
管を管状電気炉内で10℃／分の昇温速度で加熱し、350
℃および550℃にそれぞれ達した時点でガスクロマトグ
ラフ用マイクロシリンジを用いて反応管のガスサンプリ
ング用ゴム栓より反応管中から一定量のガスを採取し、
採取ガス中の硫化水素濃度をガスクロマトグラフ
〔（株）島津製作所製:GS-3BFP、カラム充填材：ポリフ
ェニルエーテル（ファイブリングス）、検出器:FID〕を
用いて測定する。
350℃および550℃における硫化水素濃度をそれぞれH2
S（350）、H2S（550）とすると、カーボンブラックの表
面活性水素量比（AHR）は下記の通りに算出される。
S（350）、H2S（550）とすると、カーボンブラックの表
面活性水素量比（AHR）は下記の通りに算出される。
AHR＝H2S（350）／H2S（550） ［実施例］ 以下に本発明カーボンブラックの実施例を示し、本発
明をさらに詳しく説明する。
明をさらに詳しく説明する。
製造例 製造例について、添付図に基づいて説明する。
添付の第１図は、本発明のカーボンブラックの製造に
使用される一例の製造炉の縦断正面図であり、第２図は
第１図のA-A矢視における縦断正面図、第３図は、B-B矢
視における縦断正面図である。
使用される一例の製造炉の縦断正面図であり、第２図は
第１図のA-A矢視における縦断正面図、第３図は、B-B矢
視における縦断正面図である。
円筒形状の燃焼室２（内径325mmφ、長さ550mm）と、
前記燃焼室上流端中心に挿入位置の調節可能な水冷ジャ
ケット８で保護された第１の原料油導入管９（内径12.5
mm）と、前記燃焼室２の前半部に設置された接線方向位
置に中心を有する２個の第１の空気導入管5,5′（内径1
15mmφ、燃料も導入可能）および前記の第１の導入管と
は独立した６個の放射状の第２の燃料導入管6,6′,7,
7′,7a,7b（内径23mmφ）と、前記燃焼室２に同軸的に
連結した最狭部径80mmφ、長さ150mmのベンチュリー部
３と、前記ベンチュリ部３の最上流端より80mm下流の４
個の放射状に設けられた第２の原料油導入管（内径10mm
φ）10,10′,11,11′と前記ベンチュリ部３に同軸的に
連結した反応継続兼冷却室４（内径160mmφ、長さ2000m
m）と、前記反応継続兼冷却室４の最下流端より挿入位
置の調節可能な冷却水導入管12（内径10mmφ）と、前記
反応継続兼冷却部４の終端部に90°の角度で連結された
煙道13とからなる、全体を耐火物で被覆されたカーボン
ブラック製造炉１を用い、第１、第２の導入管からの空
気および燃料ガス（液化石油ガス）の供給条件、第１な
らびに第２の原料油導入管からの原料油の供給条件、第
１の原料油導入管先端の位置および冷却水導入管の位置
の選択により比表面積、AHR、圧縮DBP吸油量、アグリゲ
ートサイズ分布指数（Ｓ）の異なるファーネスカーボン
ブラックを製造した。
前記燃焼室上流端中心に挿入位置の調節可能な水冷ジャ
ケット８で保護された第１の原料油導入管９（内径12.5
mm）と、前記燃焼室２の前半部に設置された接線方向位
置に中心を有する２個の第１の空気導入管5,5′（内径1
15mmφ、燃料も導入可能）および前記の第１の導入管と
は独立した６個の放射状の第２の燃料導入管6,6′,7,
7′,7a,7b（内径23mmφ）と、前記燃焼室２に同軸的に
連結した最狭部径80mmφ、長さ150mmのベンチュリー部
３と、前記ベンチュリ部３の最上流端より80mm下流の４
個の放射状に設けられた第２の原料油導入管（内径10mm
φ）10,10′,11,11′と前記ベンチュリ部３に同軸的に
連結した反応継続兼冷却室４（内径160mmφ、長さ2000m
m）と、前記反応継続兼冷却室４の最下流端より挿入位
置の調節可能な冷却水導入管12（内径10mmφ）と、前記
反応継続兼冷却部４の終端部に90°の角度で連結された
煙道13とからなる、全体を耐火物で被覆されたカーボン
ブラック製造炉１を用い、第１、第２の導入管からの空
気および燃料ガス（液化石油ガス）の供給条件、第１な
らびに第２の原料油導入管からの原料油の供給条件、第
１の原料油導入管先端の位置および冷却水導入管の位置
の選択により比表面積、AHR、圧縮DBP吸油量、アグリゲ
ートサイズ分布指数（Ｓ）の異なるファーネスカーボン
ブラックを製造した。
生成カーボンブラックのストラクチャーの制御は、通
常実施されている方法、すなわち原料油中にアルカリ金
属類を適宜添加することによって実施した。
常実施されている方法、すなわち原料油中にアルカリ金
属類を適宜添加することによって実施した。
使用原料油の物理化学特性は表−１に、製造条件なら
びに得られたカーボンブラックの物理化学特性を表−２
にとりまとめて示した。また、得られたカーボンブラッ
クの配合ゴム特性を評価するために、ゴム配合条件を表
−３に、配合ゴム特性を表−４にそれぞれとりまとめて
示した。
びに得られたカーボンブラックの物理化学特性を表−２
にとりまとめて示した。また、得られたカーボンブラッ
クの配合ゴム特性を評価するために、ゴム配合条件を表
−３に、配合ゴム特性を表−４にそれぞれとりまとめて
示した。
（注）ゴム特性試験条件 配合物の加硫条件:145℃,30分 耐摩耗試験：ランボーン摩耗試験機を用いスリップ率
25％および60％で測定し耐摩耗性は下式で求める。
25％および60％で測定し耐摩耗性は下式で求める。
耐摩耗指数＝（S/T）×100 （％） ここで S:IRB No.6試験片の25％および60％スリップ率での容積
損失。
損失。
T:供試試験片の25％および60％スリップ率での容積損
失。
失。
反発弾性試験：レジリニンステスター（東洋精機製作
所製）を用い、B.S（British Standard）903:Part A8:1
963のＡ法に準じて測定する。
所製）を用い、B.S（British Standard）903:Part A8:1
963のＡ法に準じて測定する。
その他のゴム特性:JIS K6300-1974およびJIS K6301-1
975に準じて測定する。
975に準じて測定する。
［発明の効果］ 表−２ならびに表−４におけるNo.1からNo.7までのカ
ーボンブラックは、本発明によるカーボンブラックであ
り、No.8からNo.10までは性能比較のためのカーボンブ
ラックである。
ーボンブラックは、本発明によるカーボンブラックであ
り、No.8からNo.10までは性能比較のためのカーボンブ
ラックである。
本発明における低窒素比表面積のNo.1のカーボンブラ
ックは、その他の高窒素比表面積の本発明カーボンブラ
ックよりも耐摩耗性において若干劣るが、比較例品の高
比表面積側でＳが0.15を上回るNo.9よりは優れている。
また、本発明の高比表面積側のNo.3についてみられると
おり、耐摩耗性においてはNo.1よりは優れているが反発
弾性が若干低下し、ムーニー粘度が増大する傾向がで
る。従って、本発明では窒素吸着比表面積を、110〜140
m2/gとするのが好適であることがわかる。
ックは、その他の高窒素比表面積の本発明カーボンブラ
ックよりも耐摩耗性において若干劣るが、比較例品の高
比表面積側でＳが0.15を上回るNo.9よりは優れている。
また、本発明の高比表面積側のNo.3についてみられると
おり、耐摩耗性においてはNo.1よりは優れているが反発
弾性が若干低下し、ムーニー粘度が増大する傾向がで
る。従って、本発明では窒素吸着比表面積を、110〜140
m2/gとするのが好適であることがわかる。
圧縮DBP吸油量において低位にある本発明のNo.2のカ
ーボンブラックは、No.1のカーボンブラックと対比する
と、たとえ窒素吸着比表面積が高位にあっても、高苛酷
度耐摩耗性において劣ってくるので本発明においては、
少なくとも80ml/100gとする必要がある。しかし、本発
明の高圧縮DBP吸油量側のNo.4カーボンブラックでは、
耐摩耗性は向上するが、ムーニー粘度も増大してくるこ
とが理解される。従って、本発明においては圧縮DBP吸
油量は80〜120ml/100gとするのが好適であることがわか
る。
ーボンブラックは、No.1のカーボンブラックと対比する
と、たとえ窒素吸着比表面積が高位にあっても、高苛酷
度耐摩耗性において劣ってくるので本発明においては、
少なくとも80ml/100gとする必要がある。しかし、本発
明の高圧縮DBP吸油量側のNo.4カーボンブラックでは、
耐摩耗性は向上するが、ムーニー粘度も増大してくるこ
とが理解される。従って、本発明においては圧縮DBP吸
油量は80〜120ml/100gとするのが好適であることがわか
る。
上述の如き窒素吸着比表面積ならびに圧縮DBP吸油量
範囲内にあるカーボンブラックでも、Ｓが0.15を上回る
とNo.9ならびにNo.10の性能比較品にみられるように耐
摩耗性が低下してくるので不適当である。また、Ｓ値が
小さくなると本発明のNo.7のカーボンブラックにみられ
るように反発弾性が低下する傾向が出てくるので、本発
明におけるアグリゲートサイズ分布指数Ｓは0.10〜0.15
の範囲に設定することが必要である。さらに、本発明の
No.5ならびにNo.7と性能比較品のNo.8を対比すると明ら
かな如く、窒素吸着比表面積ならびに圧縮DBP吸油量が
ほぼ同じレベル値にありながら表面活性水素量比のAHR
が低下すると耐摩耗性が低下してくることが認められ、
本発明においてはAHRは少くとも0.10以上に設定する必
要があり、望ましくは0.15以上とするのが好適であるこ
とがわかる。
範囲内にあるカーボンブラックでも、Ｓが0.15を上回る
とNo.9ならびにNo.10の性能比較品にみられるように耐
摩耗性が低下してくるので不適当である。また、Ｓ値が
小さくなると本発明のNo.7のカーボンブラックにみられ
るように反発弾性が低下する傾向が出てくるので、本発
明におけるアグリゲートサイズ分布指数Ｓは0.10〜0.15
の範囲に設定することが必要である。さらに、本発明の
No.5ならびにNo.7と性能比較品のNo.8を対比すると明ら
かな如く、窒素吸着比表面積ならびに圧縮DBP吸油量が
ほぼ同じレベル値にありながら表面活性水素量比のAHR
が低下すると耐摩耗性が低下してくることが認められ、
本発明においてはAHRは少くとも0.10以上に設定する必
要があり、望ましくは0.15以上とするのが好適であるこ
とがわかる。
さらにまた、本発明のNo.6ならびにNo.5のカーボンブ
ラックを対比してみると、両者はAHR値以外の特性はほ
ぼ同じレベルにあるが、No.6カーボンブラックではNo.5
よりもAHR値が低いので耐摩耗性において低下する傾向
があり、本発明においてはAHR値を0.10以上の高値とす
るのが好適であることがわかる。
ラックを対比してみると、両者はAHR値以外の特性はほ
ぼ同じレベルにあるが、No.6カーボンブラックではNo.5
よりもAHR値が低いので耐摩耗性において低下する傾向
があり、本発明においてはAHR値を0.10以上の高値とす
るのが好適であることがわかる。
第１図は本発明のカーボンブラックの製造に使用される
一例の製造炉の縦断正面図であり、第２図は第１図の製
造炉のA-A矢視における縦断正面図、第３図はB-B矢視に
おける縦断正面図である。 ２……燃焼室、４……反応継続兼冷却室 5,5′……空気導入管 6,6′,7,7′……燃料導入管 ９……原料油導入管 10,10′,11,11′……原料油導入管 13……煙道
一例の製造炉の縦断正面図であり、第２図は第１図の製
造炉のA-A矢視における縦断正面図、第３図はB-B矢視に
おける縦断正面図である。 ２……燃焼室、４……反応継続兼冷却室 5,5′……空気導入管 6,6′,7,7′……燃料導入管 ９……原料油導入管 10,10′,11,11′……原料油導入管 13……煙道
Claims (1)
- 【請求項１】窒素吸着比表面積（N2SA）が110〜140m2/
g、圧縮DBP吸油量（24M4DBPA）が80〜120ml/100gの領域
にあるカーボンブラックにおいて、下記算出式−で得
られるアリゲートサイズ分布指数（Ｓ）が0.10〜0.15の
範囲にあり、かつ不活性雰囲気下の350℃および550℃の
温度で当該カーボンブラックと硫黄を反応させて発生し
た硫化水素量から下記算出式−で算出した表面活性水
素量比（AHR）が0.10以上の特性を有する高耐摩耗性カ
ーボンブラック。 ここで、Dstは遠心沈降分析によるカーボンブラックア
グリゲートのストークス相当径の最多頻度値であり、▲
ＤL 50▼はDstよりも大きな側にあって、かつDstの1/2の
頻度を有するストークス相当径である。 算出式−:AHR＝H2S（350）／H2S（550） ここで、H2S（350）は350℃に達した時点の生成硫化水
素ガス量であり、H2S（550）は550℃での硫化水素ガス
量である。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63107322A JP2708463B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 高耐摩耗性カーボンブラック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63107322A JP2708463B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 高耐摩耗性カーボンブラック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01278573A JPH01278573A (ja) | 1989-11-08 |
| JP2708463B2 true JP2708463B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=14456126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63107322A Expired - Lifetime JP2708463B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-28 | 高耐摩耗性カーボンブラック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2708463B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR950031476A (ko) * | 1994-05-07 | 1995-12-18 | 윤양중 | 마이크로파를 이용하여 카본 블랙의 보강성을 향상시키는 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61231037A (ja) * | 1985-04-05 | 1986-10-15 | Bridgestone Corp | タイヤトレツドゴム組成物 |
| JPH0689268B2 (ja) * | 1985-06-10 | 1994-11-09 | 旭カ−ボン株式会社 | ソフト系カ−ボンブラツク |
| JPH06867B2 (ja) * | 1986-05-26 | 1994-01-05 | 旭カ−ボン株式会社 | ゴム用高補強フア−ネスカ−ボンブラツク |
-
1988
- 1988-04-28 JP JP63107322A patent/JP2708463B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01278573A (ja) | 1989-11-08 |
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