JP3213908B2 - カーボンブラック - Google Patents

カーボンブラック

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は種々の用途、特にプラスチックとゴムの組成
物の用途に適切な新規なカーボンブラックに関する。
背景技術 カーボンブラックは顔料、フィラー、強化材、この他
の種々の用途に使用することができる。カーボンブラッ
クは配合物の加工性と作成した成形品の物理特性の最適
な組み合わせを得ることが望まれるゴム組成物の調製、
プラスチック組成物の調製に広く使用される。
カーボンブラックは一般に表面積、表面化学特性、凝
集サイズ、粒子サイズを含む特性をもとに特徴づけられ
る(限定されない)。カーボンブラックの特性は当該技
術分野で知られる試験法によって分析評価され、ヨウ素
吸着量(I2No.)、ジブチルフタレート吸収量(DBP)、
Tint値(TINT)、Dst、Dmode、M比(メジアンストーク
ス径をモードストークス径で割った値:M比=Dst÷Dmod
e)。
従来技術に関し、いくつかの参考文献を見ることがで
きる。これらは米国特許第366139号、同4221772号、同3
799788号、同3787562号、ソ連特許第1279991号、カナダ
特許第455504号、特開昭61−047759号、同昭61−283635
号を含む。上記の参考文献はいずれも本発明のカーボン
ブラック製品を開示していない。さらに、上記の参考文
献はいずれも本発明のカーボンブラックの意図する用途
を開示していない。
発明の要旨 本発明者らは、混合エネルギー、粘度、硬化速度、押
出収縮、引張特性、疲れ寿命、圧縮永久歪、硬度、抵抗
率、表面外観のような配合物の加工性と物理特性が重要
なゴムやプラスチック組成物に使用するに有益な新しい
9種の等級のカーボンブラックを見いだした。これらの
カーボンブラックは押出品、成形品、ホースやベルトの
用途に特に好適な特徴のある特性の組み合わせを提供す
ることが見いだされている。
1番目の等級のカーボンブラックは、17〜23mg/gのヨ
ウ素吸着量(1グラムのカーボンブラックあたりのI2
ミリグラム)と115〜150cc/100gのDBP(100グラムのカ
ーボンブラックあたりのジブチルフタレートの立方セン
チメートル)を有する。好ましくはこの等級のカーボン
ブラックは約20mg/gのヨウ素吸着量を有することを特徴
とする。
2番目の等級のカーボンブラックは10〜19mg/gのヨウ
素吸着量と70〜95cc/100gのDBPを有する。
3番目の等級のカーボンブラックは12〜20mg/gのヨウ
素吸着量と34〜65cc/100gのDBPを有する。好ましくはこ
の等級のカーボンブラックは14〜18mg/gのヨウ素吸着量
と36〜55cc/100gのDBP、より好ましくは36〜42cc/100g
又は45〜55cc/100gのDBPである。
4番目の等級のカーボンブラックは28〜43mg/gのヨウ
素吸着量と28〜47cc/100gのDBPを有する。好ましくはこ
の等級のカーボンブラックは30〜42mg/gのヨウ素吸着量
を有することを特徴とする。
5番目の等級のカーボンブラックは8〜32mg/gのヨウ
素吸着量、28〜150cc/100gのDBP、1.25〜2.00のM比を
有する。
6番目の等級のカーボンブラックは33〜70mg/gのヨウ
素吸着量、28〜60cc/100gのDBP、1.25〜2.00のM比を有
する。
7番目の等級のカーボンブラックは42〜50mg/gのヨウ
素吸着量、61〜105cc/100gのDBP、1.25〜2.00のM比を
有する。
8番目の等級のカーボンブラックは51〜62mg/gのヨウ
素吸着量、61〜125cc/100gのDBP、1.25〜2.00のM比を
有する。
9番目の等級のカーボンブラックは63〜70mg/gのヨウ
素吸着量、61〜105cc/100gのDBP、1.25〜2.00のM比を
有する。
また、本発明者らはこれらのカーボンブラックを含む
新しい等級のゴム及びプラスチックの組成物を見いだし
た。
本発明のカーボンブラックは燃焼室、遷移ゾーン、反
応ゾーンを有するファーネス型カーボンブラックリアク
ターによって製造することができる。カーボンブラック
生成用原料の高温の燃焼ガス流中に注入する。高温燃焼
ガスと原料の得られた混合物が反応ゾーンに流入する。
本発明のカーボンブラックが生成した後、混合物をクエ
ンチすることによってカーボンブラック生成用原料の熱
分解を停止させる。好ましくはクエンチ用流体を注入す
ることによって熱分解を停止させる。本発明の新規なカ
ーボンブラックを調製する方法は以降で詳細に述べる。
本発明の新規なカーボンブラックが有効なゴムとプラ
スチックは天然ゴム、合成ゴム、プラスチックを含む。
一般に、カーボンブラック製品の量は、100重量%のゴ
ム又はプラスチックあたり約10〜約300重量%の範囲で
使用できる。
本発明のカーボンブラックを使用するに適切なゴム又
はプラスチックとしては天然ゴム、合成ゴム、塩素ゴム
のようなこれらの誘導体;約10〜約70重量%のスチレン
と約90〜約30重量%のブタジエンのコポリマー、例えば
19部のスチレンと81部のブタジエンのコポリマー、30部
のスチレンと70部のブタジエンのコポリマー、43部のス
チレンと57部のブタジエンのコポリマー、50部のスチレ
ンと50部のブタジエンのコポリマー;ポリブタジエン、
ポリイソプレン、ポリクロロレン等のような共役ジエン
のポリマーやコポリマー、このような共役ジエンと共重
合性するエチレン基含有モノマー、例えばスチレン、メ
チルスチレン、クロロスチレン、アクリロニトリル、2
−ビニル−ピリジン、5−メチル−2−ビニル−ピリジ
ン、5−エチル−2−ビニル−ピリジン、2−エチル−
5−ビニル−ピリジン、アルキル置換アクリレート、ビ
ニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルビニ
ルエーテル、α−メチレンカルボン酸、及びアクリル酸
やジアルキルアクリル酸アミドのようなそのエステルと
アミドと共役ジエンとのコポリマー;エチレンと他の高
級αオレフィン、例えばプロピレン、ブテン−1、ペン
テン−1とのコポリマーが有用であり、特に好ましく
は、エチレン含有率が20〜90重量%のエチレン−プロピ
レンコポリマーであり、さらにジシクロペンタジエン、
1,4−ヘキサジエン、メチレンノルボルネンのような第
3モノマーを付加的に含むエチレン−プロピレンポリマ
ーがある。
本発明のカーボンブラックの長所は、このカーボンブ
ラックが特には配合物の加工性と成形品の性能特性が重
要な工業用途の天然ゴム、合成ゴム、プラスチック、又
はそれらのブレンドの混和するに有用な点である。
本発明のカーボンブラックのもう1つの長所は、配合
物にカーボンブラックの使用が現状で必要とされている
用途において、所望の性能特性を達成するために本発明
の特定のカーボンブラックが配合物のカーボンブラック
を置換できることである。
この他の本発明の長所は以降の発明の詳細な説明より
明らかになるであろう。
図面の簡単な説明 図1は本発明のカーボンブラックの製造に使用するこ
とができる或るタイプのファーネス型カーボンブラック
リアクターの一部の横断面図である。
図2は所与のサンプルにおけるストークス径に対する
カーボンブラックの凝集サンプルの重量分布を示すヒス
トグラムの例である。
発明の詳細な説明 本発明の9種のカーボンブラックの各々の分析特性を
次の表1に示す。
本発明のカーボンブラックは、モジュール式(ステー
ジ式とも称される)ファーネス型カーボンブラックリア
クターで製造することができる。本発明のカーボンブラ
ックを製造するために使用可能な典型的なモジュール式
ファーネス型カーボンブラックリアクターを図1に示
す。典型的なモジュールファーネス型カーボンブラック
リアクターのこの他の詳細は例えば米国特許第3922335
号の記載に見ることができ、この特許の開示事項は参考
にして含まれる。本発明のカーボンブラックの製造に特
に適切なカーボンブラックリアクターは本出願人の米国
特許出願第07/818943号(1992年1月10日出願)に記載
されており、この特許出願の開示事項も参考にして含ま
れる。本出願に記載の例は上記の米国特許出願第07/818
943号に開示のプロセスによって製造した。
米国特許出願第07/818943号は、多数段階リアクター
の反応ゾーンに補助炭化水素を添加し、プロセスのSSI
が0未満になるように初期燃焼と反応の全体燃焼を調節
するカーボンブラックの製造方法を開示している。プロ
セスのSSIは次の関係から求めることができる。
|SASmf|=SASmfの絶対値 Δ(DBP)mf=他の全てのプロセス操作条件を一定にし
ておいて原料の注入量を変えたことによるカーボンブラ
ックのDBP吸油量の変化 Δ(ヨウ素吸着量)mf=他の全てのプロセス操作条件を
一定にしておいて原料の注入量を変えたことによるカー
ボンブラックのヨウ素吸着量の変化 Δ(DBP)ah=他の全てのプロセス操作条件を一定にし
ておいて補助炭化水素の注入量を変えたことによるカー
ボンブラックのDBP吸油量の変化 Δ(ヨウ素吸着量)ah=他の全てのプロセス操作条件を
一定にしておいて補助炭化水素の注入量を変えたことに
よるカーボンブラックのヨウ素吸着量の変化 補助炭化水素とは水素、又は水素対炭素のモル比が原料
の水素対炭素のモル比より大きい任意の炭化水素を含
む。
図1に関して、本発明のカーボンブラックはファーネ
ス型カーボンブラックリアクター2によって製造するこ
とができ、このリアクターは先細径のゾーン11を有する
燃焼ゾーン10、遷移ゾーン12、入口部18、反応ゾーン19
を有する。先細径11のゾーンが始まる箇所までの燃焼ゾ
ーン10の直径をD−1、ゾーン12の直径をD−2、段階
的な入口部18の直径をD−4、D−5、D−6、D−
7、ゾーン19の直径をD−3と示した。先細径11のゾー
ンが始まる箇所までの燃焼ゾーン10の長さをL−1、先
細径のゾーンの長さをL−2、遷移ゾーンの長さをL−
3、リアクター入口部18のステップの長さをL−4、L
−5、L−6、L−7と示した。
カーボンブラックを製造するための高温燃焼ガスは、
液体又はガス燃料が空気、酸素、空気と酸素との混合物
等のような適切な酸化剤の流れに接触することにより燃
焼ゾーン10で発生する。高温燃焼ガスを発生させるため
に燃焼ゾーン10にて酸化剤の流れと接触するに用いる適
切な燃料には天然ガス、水素、一酸化炭素、メタン、ア
セチレン、アルコール、ケロシンのような容易に燃焼さ
せることができるガス、蒸気、液体の流れの任意のもの
である。ここで、一般に、炭素含有成分、特には炭化水
素を高い含有率で有する燃料を使用することが好まし
い。本発明のカーボンブラックを製造するに使用する空
気対天然ガスの比は、好ましくは約10:1〜約100:1でよ
い。高温燃焼ガスの発生を容易にするために酸化剤の流
れを予熱することができる。
高温燃焼ガスはゾーン10と11からゾーン12、18、19へ
と下流に流れる。高温燃焼ガスの流れ方向を図中に矢印
で示した。カーボンブラック生成用原料30はポイント32
(ゾーン12に位置する)、及び/又はポイント70(ゾー
ン11に位置する)で注入する。ここで、カーボンブラッ
ク生成用原料として使用するに適切な反応条件下で容易
に揮発する原料炭化水素には、アセチレンのような不飽
和炭化水素、エチレン、プロピレン、ブチレンのような
オレフィン、ベンゼン、トルエン、キシレンのような芳
香族、特定の飽和炭化水素、この他のケロシン、ナフタ
レン、テルペン、エチレンタール、芳香族サイクル原料
等のような炭化水素がある。
先細径ゾーン11の端からポイント32までの長さをF−
1と示す。一般にカーボンブラック生成用原料30は、迅
速かつ完全に原料が分解してカーボンブラックに転化さ
せるため、高温燃焼ガスによるカーボンブラック生成用
原料の混合と剪断を確保するように高温燃焼ガス流の内
部領域に侵入する複数の流れの形態で注入する。
補助炭化水素はプローブ72を通してポイント70にて、
又はカーボンブラック生成プロセスゾーン12の境界を形
成する壁の中の補助炭化水素の通路75を通して、又はカ
ーボンブラック生成プロセスのゾーン18及び/又は19の
境界に形成した壁の中の補助炭化水素の通路76を通して
導入する。補助炭化水素は、未反応の炭化水素が結果的
に反応ゾーンに入るのであれば、第1段階の燃料の初期
燃焼反応の直ぐ後の箇所からカーボンブラック生成の終
点の直ぐ前の箇所までの任意の位置で導入してよい。
ポイント32からポイント70までの長さをH−1と示
す。
本願で記載の例において、補助炭化水素は、カーボン
ブラック生成用原料の流れと同様に、同じ軸方向の面の
3個又は4個のオリフィスを通して導入した。オリフィ
スは交互の配列で、原料、次は補助炭化水素としてセク
ション12の外周に等間隔に配置した。ここで、理解でき
るようにこの配置は単なる例示であって、補助炭化水素
の実施可能な導入方法を限定するものではない。
カーボンブラック生成用原料と高温燃焼ガスの混合物
はゾーン12を通過してゾーン18へ、さらにゾーン19へと
下流に流れる。ポイント62に位置し、水であることがで
きるクエンチ流体50を注入するクエンチ60は、カーボン
ブラックが生成したときに化学反応を停止させるために
使用する。ポイント62の位置は、熱分解を停止させるク
エンチ位置を選択するための当該技術で知られる任意の
仕方で決めることができる。熱分解を停止させるクエン
チの位置を決めるための1つの方法は、カーボンブラッ
クの許容できるトルエン抽出分に達する位置として決め
る。トルエン抽出分はASTM試験法D1618−83“Carbon Bl
ack Extractables−Toluene Discoloration"を用いて測
定することができる。Qはゾーン18の前端からクエンチ
ポイント62までの長さであり、クエンチ60の位置によっ
て変えることができる。
高温燃焼ガスとカーボンブラック生成用原料の混合物
をクエンチした後、そのクエンチされたガスは下流の通
常の冷却・分離手段を経由し、そこでカーボンブラック
を回収する。ガス流からのカーボンブラックの分離は集
塵器、サイクロン、バグフィルターのような通常の装置
で容易に行われる。この分離の後、例えば湿式造粒器を
用いてペレット化することができる。
本発明のカーボンブラックの分析・物理特性を評価す
るために次の方法を使用した。
カーボンブラックのヨウ素吸着量(I2No.)はASTM試
験法D1510にしたがって測定した。カーボンブラックの
着色力(TINT)はASTM試験法D3265−85aにしたがって測
定した。DBP(ジブチルフタレート吸油量)はASTM試験
法D3293−86に示された方法にしたがって測定した。カ
ーボンブラックのセチルトリメチルアンモニウムブロマ
イド吸着量(CTAB)はASTM試験法D3765−85にしたがっ
て測定した。
カーボンブラックのDmode、Dstは図2に示すようなカ
ーボンブラック凝集体のストークス径に対するカーボン
ブラックの重量分布のヒストグラムから求めた。ヒスト
グラムを作成するために用いたデータは、例えばJoyce
Loebl社(Tyne and Wear,United Kingdom)製のディス
ク型遠心分離器を用いて測定した。次の手順はJoyce Lo
ebl社のディスク型遠心分離器の操作マニュアル(参照
番号DCF4.008、1985年2月1日発行、この記載事項は本
願でも参考にして含まれる)に記載された手順の改良で
ある。
手順は次の通りである。カーボンブラックのサンプル
10mg(ミリグラム)を秤量皿に秤取り、無水エタノール
10%、0.5%のNONIDET P−40界面活性剤を含む蒸留水90
%の溶液50ccを加える(NONIDET P−40はShell Chemica
l社が製造販売する界面活性剤の商標)。得られたサス
ペンジョンを超音波発振器(例、Sonifier Model No.W3
85,Heat Systems Ultrasonicss社の製造販売、Farmingd
ale,ニューヨーク)を用いて15分間分散させる。
ディスク型遠心分離器(disk centrifuge)を操作す
る前に、ディスク型遠心分離器からのデータを記録する
計算機に次のデータを入力する。
1.カーボンブラックの比重1.86、 2.カーボンブラックを分散したエタノール水溶液の体
積、この場合0.5cc、 3.回転流体の体積、この場合10ccの水、 4.回転流体の粘度、この場合23℃にて0.933センチポイ
ズ、 5.回転流体の密度、この場合23℃にて0.9975cc/g、 6.ディスクの速度、この場合8000rpm、 7.データ採取間隔、この場合1秒。
ディスク型遠心分離器はストロボスコープを作動しな
がら8000rpmで操作する。回転流体として10ccの蒸留水
を回転ディスクに注入する。濁り度を0にセットし、無
水エタノール10%と蒸留水90%の溶液1ccを緩衝液とし
て注入する。次いでディスク型遠心分離器の運転と停止
のボタンを操作し、回転流体と緩衝液の間のなめらかな
濃度勾配を形成し、その勾配を肉眼で監視する。2つの
流体の間に境界が見えないように勾配がなめらかになっ
たとき、エタノール水溶液中に分散したカーボンブラッ
クの0.5ccを回転ディスクに注入し、直ちにデータの採
取を開始する。エタノール水溶液中に分散したカーボン
ブラックを注入した後、ディスクを20分間回転する。20
分間の回転の後ディスクを止め、回転流体の温度を測
り、運転の始めに測定した回転流体の温度と運転の後に
測定した回転流体の温度の平均を、ディスク型遠心分離
器からのデータを記録する計算機に入力する。次の定義
を用い、データを標準的なストークスの式にしたがって
解析する。
カーボンブラック凝集体:分散可能な最小単位である
ばらばらで強固なコロイド状物体であり、多数の合体粒
子からなる。
ストークス径:ストークスの式にしたがって遠心力又
は重力により粘性媒体中で沈降する球の直径。カーボン
ブラックの凝集体のような球形でない物体でも、同じ密
度のなめらかで変形しないとして挙動し、その物体の沈
降速度として考えるならばストークス径として表すこと
ができる。一般にナノメートル単位の直径として表す。
モード(Dmode):ストークス径の分布曲線のピーク
位置(図2の点A)でのストークス径をいう。
メジアンストークス径(Dst):サンプルの50重量%
がそれよりも大きいか小さい分布曲線の位置のストーク
ス径をいう。
EPMD組成物の弾性率、引張特性、伸びはASTM D412−
87に記載の方法により測定した。
EPMD組成物のショアー硬度はASTM D2240−86に記載
の方法により測定した。
EPMD組成物の反発弾性データはZWICK Rebound Resili
ence試験機Model 5190(Zwick of America社製、Post O
ffice Box997,East Windsor,Connecticut 06088)を用
いてASTM D1054に記載の方法により測定した。反発弾
性値を測定する要領は装置に付帯している。
EPMD組成物の圧縮永久歪はASTM D395に記載の方法に
より測定し、組成物は150゜Fで70時間試験した。
EPMD組成物の押出収縮はASTM D−3674に記載の方法
により測定した。押出収縮はBRABENDER押出機を使用
し、直径5mmのダイを用いて100℃の50rpmにて測定し
た。
EPMD組成物の粘度は、L/D′=16でD=0.0787ミリメ
ートルのダイを用い、100℃に保ったMonsanto MPT細管
レオメーターを用いてASTM D−1646に記載の方法によ
り測定した。剪断速度は10〜150/秒とした。
混合エネルギーは組成物に与えた全エネルギー量であ
り、混合サイクル過程の全体で混合用トルク曲線を積分
することによって求めた(後記)。
EPMD組成物の硬化特性は160℃に維持したMonsanto MD
Rキュアメーターを用いて測定した。例のEPMD組成物に
ついて、硬化反応の90%に達する時間(t′90)、硬化
反応の間の全トルク変化(ΔL)、硬化速度インデック
ス(CRI、CRI=1/(t′90−ts1)×100)を求めた。こ
こで、ts1はトルク値が最小トルクよりも1単位大きい
ときの時間である(ts1はスコーチ時間とも称され
る)。これらの試験はMonsanto MDRキュアメーターに付
帯の指示書にしたがって行った。
それぞれの組成物は幅2インチ×長さ6インチ×厚さ
0.085インチのプラッグサンプルで測定した。プラッグ
は銀ペイントで両端の幅1/2インチを塗布した。サンプ
ルは室温から100℃、さらに室温に循環し、次いで90℃
で24時間エージングして安定な読みを提供するよう調節
した。安定化した抵抗率はエージングサイクルの最後に
測定し、さらにサンプルを室温まで放冷した後に測定し
た。
次の例により、本発明の有効性と長所をさらに説明す
る。
例1〜8 前に説明した図1に示すリアクターを用い、表3に示
す条件と形状寸法のリアクターを使用して本発明の新規
なカーボンブラックの例を調製した。燃焼反応に使用し
た燃料は天然ガスである。補助炭化水素もまた天然ガス
とした。使用した液体原料は次の表2に示す特性を有し
た。
次いで実験1〜8で製造したカーボンブラックを本明
細書に記載した方法にしたがって分析した。カーボンブ
ラックの分析特性を表4に示す。
これらのカーボンブラックと4種の対照標準カーボン
ブラックを次の例で用いた。使用した4種の対照標準カ
ーボンブラックA〜Dは次の表5に示す分析特性を有し
た。
例9 実験例1〜8で製造した本発明のカーボンブラックを
混和してEPDM(ethylene−propylene diene polymethyl
ene)組成物とし、対照標準カーボンブラックを混和し
た4種のEPDM組成物と比較した。EPDM組成物は、次の表
6に示すEPDM組成物の処方中に各々のカーボンブラック
のサンプルを200重量部用いて調製した。
EPDM組成物は次のようにして調製した。バンバリーBR
ミキサーを始動させ、45℃の温度と77rpmのローター速
度に保った。EPDMをミキサーに加え、約30分間混合し
た。Sunpar 2280オイル、酸化亜鉛、ステアリン酸をEPD
Mに加え、さらに約2分間混合した。カーボンブラック
を混合物に加え、混合チャンバーの温度を下げて約135
℃未満の温度に保った。カーボンブラックを含むEPDM混
合物を約4.5分間混合し、次いで硬化剤、TMTDS、Butyl
Zimate、硫黄、Sulfasan Rを混合物に添加した。温度を
約135℃未満に維持しながら、得られた混合物を約1.5分
間混合した。次いでバッチの組成物をミキサーから取り
出し、本明細書に記載の方法で分析した。
前記の実験1〜8で製造した本発明のカーボンブラッ
クを用いて作成したEPDM組成物は、次の表7に示す性能
特性を有した。
対照標準カーボンブラックA〜Dを混和したEPDM組成
物もまた本明細書に記載の方法で分析した。結果を次の
表8〜13に示したが、ここで本発明のカーボンブラック
を含むEPDM組成物と対照標準の最も良好なカーボンブラ
ックを含むEPDM組成物との比較を行った。
表8に示したこれらの結果は、200重量部(phr)のカ
ーボンブラックの量では、本発明のカーボンブラックを
混和したEPDM組成物は低い粘度と低い混合エネルギーを
有することを示す。したがって、本発明のカーボンブラ
ックを混和したEPDM組成物は、対照標準のカーボンブラ
ックを混和したEPDM組成物よりも良好な加工性を示す。
表9に示す結果は、抵抗率が重要な要求である用途の
EPDM組成物における本発明のカーボンブラックの使用の
利点を示す。表に示すように、冷却ホースの用途に典型
的な充填量である150重量部(phr)において、本発明の
カーボンブラックを含むEPDM組成物は対照標準のカーボ
ンブラックを含むEPDM組成物よりも高い抵抗率を示す。
また、本発明のカーボンブラックを含むEPDM組成物
は、対照標準のカーボンブラックを含むEPDM組成物より
も低い粘度と低い混合エネルギーを有した。このこと
は、本発明のカーボンブラックを含むEPDM組成物は、対
照標準のカーボンブラックを含むEPDM組成物と比較して
改良された加工性を有することができることを示す。
表10に示す結果は、本発明のカーボンブラックを含む
EPDM組成物の圧縮永久歪が対照標準のカーボンブラック
を含むEPDM組成物の圧縮永久歪よりも小さいことを示
す。このように本発明のカーボンブラックを混和したEP
DM組成物は永久歪に対して耐久性が高い。このため、こ
の組成物はドアシールやウェザーストリップのようなシ
ール用途に特に有用であろう。
表11に示す結果は、本発明のカーボンブラックはサー
マルカーボンブラックに比較して、良好な補強性、特に
EPDM組成物に高い弾性率と高い硬度を提供することを示
す。したがって、本発明のカーボンブラックは、サーマ
ルカーボンブラック又はサーマルカーボンブラックを含
むカーボンブラック配合物に対して、ファーネスカーボ
ンブラックの代替えを有益に提供する。
表12の結果は、充分な程度の性能特性を提供するため
に、本発明のカーボンブラックがサーマルとSRFタイプ
のカーボンブラックの使用を置き換えることができるこ
とを示す。また、例5のカーボンブラックを混和したEP
DM組成物は、押出又は成形したときに表面模様のある艶
消し仕上げの外観を示した。
表13に示す結果は、本発明のカーボンブラックを混和
したEPDM組成物が対照標準のカーボンブラックを混和し
たEPDM組成物よりも高い押出速度を有することを示す。
したがって、本発明のカーボンブラックを混和したEPDM
組成物は対照標準のカーボンブラックを混和したEPDM組
成物よりも大きい押出量で押出することができる。
また、本発明のカーボンブラックを混和したEPDM組成
物は押出収縮が小さく、したがって対照標準のカーボン
ブラックを混和したEPDM組成物よりも押出操作のときに
寸法制御が容易であることができる。
さらに、これらの結果は本発明のカーボンブラックを
混和したEPDM組成物が全体的に良好な物理特性を有する
ことを示している。また、本発明のカーボンブラックは
特徴のある表面積とストラクチャーの組み合せを有して
おり、このことがUHF硬化すべきEPDM組成物に有用なカ
ーボンブラックとしている。
本明細書で記載の態様は例示のためであって、本発明
の範囲を限定するものではないことを明確に理解すべき
である。
フロントページの続き (72)発明者 ヤテス,バリー ジェイ. アメリカ合衆国,マサチューセッツ 02173,レキシントン,バターフィール ド ロード 3 (56)参考文献 特開 平2−11664(JP,A) 特開 平3−14848(JP,A) 特開 平1−229074(JP,A) 特開 昭51−4088(JP,A) 特開 昭61−283635(JP,A) 特開 平3−190945(JP,A) 特表 平7−500371(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C09C 1/44 - 1/60 C08K 3/04

Claims (19)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】10〜19mg/gのヨウ素吸着量と70〜90cc/100
    gのDBP吸油量を有するファーネスカーボンブラック。
  2. 【請求項2】14〜18mg/gのヨウ素吸着量と36〜55cc/100
    gのDBP吸油量を有するファーネスカーボンブラック。
  3. 【請求項3】DBP吸油量が36〜42cc/100gである請求項2
    に記載のカーボンブラック。
  4. 【請求項4】DBP吸油量が45〜55cc/100gである請求項2
    に記載のカーボンブラック。
  5. 【請求項5】28〜43mg/gのヨウ素吸着量と28〜47cc/100
    gのDBP吸油量を有するファーネスカーボンブラック。
  6. 【請求項6】ヨウ素吸着量が30〜42mg/gである請求項5
    に記載のカーボンブラック。
  7. 【請求項7】8〜32mg/gのヨウ素吸着量、28〜150cc/10
    0gのDBP吸油量、及び1.25〜2.00のM比を有するファー
    ネスカーボンブラック。
  8. 【請求項8】35〜70mg/gのヨウ素吸着量、28〜60cc/100
    gのDBP吸油量、及び1.25〜2.00のM比を有するファーネ
    スカーボンブラック。
  9. 【請求項9】42〜50mg/gのヨウ素吸着量、61〜105cc/10
    0gのDBP吸油量、及び1.25〜2.00のM比を有するファー
    ネスカーボンブラック。
  10. 【請求項10】51〜58mg/gのヨウ素吸着量、61〜105cc/
    100gのDBP吸油量、及び1.25〜2.00のM比を有するファ
    ーネスカーボンブラック。
  11. 【請求項11】63〜70mg/gのヨウ素吸着量、61〜105cc/
    100gのDBP吸油量、及び1.25〜2.00のM比を有するファ
    ーネスカーボンブラック。
  12. 【請求項12】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項1に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
  13. 【請求項13】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項2に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
  14. 【請求項14】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項5に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
  15. 【請求項15】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項7に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
  16. 【請求項16】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項8に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
  17. 【請求項17】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項9に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
  18. 【請求項18】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項10に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
  19. 【請求項19】ゴムとプラスチックからなる群より選択
    された材料、及び請求項11に記載のカーボンブラックを
    含んでなる物質の組成物。
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688317A (en) * 1992-08-27 1997-11-18 Cabot Corporation Carbon blacks
MY115289A (en) 1992-08-27 2003-05-31 Cabot Corp Carbon blacks containing epdm compositions having either a high gloss or a textured matte finish
AU733856B2 (en) * 1994-02-25 2001-05-31 Cabot Corporation Carbon blacks
UA44728C2 (uk) * 1994-02-25 2002-03-15 Кабот Корпорейшн Пічна вуглецева сажа та композиція на основі матеріалу з гуми і пластмаси
US5426147A (en) * 1994-05-03 1995-06-20 Cabot Corporation Low permeability rubber compositions
US5972826A (en) * 1995-03-28 1999-10-26 Cabot Corporation Densified carbon black adsorbent and a process for adsorbing a gas with such an adsorbent
US5877250A (en) * 1996-01-31 1999-03-02 Cabot Corporation Carbon blacks and compositions incorporating the carbon blacks
WO1998038685A2 (en) * 1997-02-26 1998-09-03 Columbian Chemicals Company Use of thermal carbon black as anode material for lithium-ion batteries
KR100512883B1 (ko) * 1998-11-07 2005-10-26 코리아카본블랙 주식회사 고무보강성이 우수하고 고농도배합이 가능한 카본블랙
US20010036993A1 (en) * 1999-08-27 2001-11-01 Mcnutt Jamie J. Large sized carbon black particles to reduce needed mixing energy of high hardness, stiff tire compositions
DE10107228A1 (de) * 2001-02-16 2002-09-05 Degussa Ruß, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US6660795B2 (en) * 2001-03-13 2003-12-09 Therm-O-Disc, Incorporated PTC conductive polymer compositions
US6645287B2 (en) 2001-04-27 2003-11-11 Cabot Corporation Coating compositions comprising high t-area carbon products
JP4342123B2 (ja) * 2001-06-06 2009-10-14 アドバンスト・キャパシタ・テクノロジーズ株式会社 残存活性酸化水素の除去方法
DE10340884A1 (de) 2003-09-04 2005-03-31 Riebel, Ulrich, Prof. Dr.-Ing. Verfahren zur Herstellung von Ruß oder anderen Flammenaerosolen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1681319B1 (en) * 2003-09-26 2014-07-09 Mitsubishi Chemical Corporation Carbon black and recording fluid using the same
DE10356934A1 (de) * 2003-12-05 2005-06-30 Robert Bosch Gmbh Gummimaterial und Verfahren zur Herstellung desselben
US20070104636A1 (en) * 2004-05-04 2007-05-10 Kutsovsky Yakov E Carbon black and multi-stage process for making same
US7617870B1 (en) 2008-05-14 2009-11-17 Halliburton Energy Services, Inc. Extended cement compositions comprising oil-swellable particles and associated methods
JP5575479B2 (ja) * 2006-11-13 2014-08-20 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン カーボンブラックを含むエラストマー組成物
BRPI0810844B1 (pt) * 2007-04-24 2017-12-12 Cabot Corporation Black matrix and cured coating composition
US8685903B2 (en) 2007-05-10 2014-04-01 Halliburton Energy Services, Inc. Lost circulation compositions and associated methods
US8038971B2 (en) * 2008-09-05 2011-10-18 Cabot Corporation Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same
US8729158B2 (en) * 2008-09-05 2014-05-20 Cabot Corporation Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same
US7934554B2 (en) * 2009-02-03 2011-05-03 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and compositions comprising a dual oil/water-swellable particle
KR20110135989A (ko) 2009-04-07 2011-12-20 센션트 컬러스 엘엘씨 자가-분산 입자 및 그의 제조 및 사용 방법
JP5038449B2 (ja) * 2010-03-09 2012-10-03 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2020073618A (ja) * 2017-01-27 2020-05-14 ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社 ゴム組成物及びその製造方法
WO2018235587A1 (ja) * 2017-06-22 2018-12-27 Nok株式会社 防振ゴム用ゴム組成物
US20230048540A1 (en) * 2020-01-12 2023-02-16 Pcbl Limited Carbon black composition to improve aesthetic and mechanical properties of elastomer compounds

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA455504A (en) 1949-03-29 Columbian Carbon Company Carbon black
US818943A (en) 1905-03-11 1906-04-24 Driggs Seabury Ordnance Corp Shell-fuse.
GB130390A (en) * 1917-04-16 1919-08-07 Louis Renault Improvements in Endless Track Motor Vehicles.
GB1011905A (en) * 1963-04-22 1965-12-01 Commercial Solvents Corp Improvements in or relating to the preparation of carbon black
US3333979A (en) 1963-09-10 1967-08-01 Columbian Carbon Method of treating carbon black
US3787562A (en) 1969-01-02 1974-01-22 Cities Service Co Carbon blacks having improved dispersion and platewear characteristics
ES381515A1 (es) * 1969-10-02 1973-04-16 Continental Carbon Co Aparato y procedimiento para la produccion de negro de humode horno de petroleo.
US3961902A (en) * 1972-12-08 1976-06-08 Phillips Petroleum Company Carbon black reactor
US3799788A (en) 1973-04-02 1974-03-26 Cabot Corp Carbon black pigments
GB1440266A (en) * 1973-10-22 1976-06-23 Gen Foods Corp Process for preparing an edible sandwich
US3922335A (en) 1974-02-25 1975-11-25 Cabot Corp Process for producing carbon black
IN143377B (ja) * 1975-06-30 1977-11-12 Vnii Tekhn
DE2700940C2 (de) 1977-01-12 1989-02-23 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verwendung von nachoxidierten Furnacerußen in Graulacken und Buntlacken mit Grauanteil
DE2908202A1 (de) 1979-03-02 1980-10-30 Degussa Verfahren zur herstellung von wasserhaltigen russpraeparationen
DE2923642A1 (de) * 1979-06-11 1980-12-18 Degussa Russe fuer druckfarben
JPS5986641A (ja) * 1982-11-10 1984-05-18 Tokai Carbon Co Ltd ゴム組成物
US4601892A (en) * 1983-03-30 1986-07-22 Phillips Petroleum Company Process for producing carbon black
JPS6042439A (ja) * 1983-07-21 1985-03-06 Tokai Carbon Co Ltd ゴム組成物
JPH0689267B2 (ja) 1984-08-15 1994-11-09 旭カ−ボン株式会社 ソフト系カ−ボンブラツク
JPH0689266B2 (ja) * 1984-08-15 1994-11-09 旭カ−ボン株式会社 ソフト系カ−ボンブラツク
SU1279991A1 (ru) 1985-01-04 1986-12-30 Ярославское научно-производственное объединение "Техуглерод" Способ получени низкодисперсной сажи
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
JP2708448B2 (ja) * 1988-03-08 1998-02-04 旭カーボン株式会社 サーマルタイプ・ファーネスカーボンブラック
JP2506951B2 (ja) * 1988-06-29 1996-06-12 旭カーボン株式会社 ソフト系ファ―ネスカ―ボンブラック
DK167242B1 (da) 1989-02-16 1993-09-27 Topsoe Haldor As Apparat og fremgangsmaade til exoterme reaktioner
JPH02308835A (ja) * 1989-05-23 1990-12-21 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 高減衰ゴム組成物
JPH03190945A (ja) * 1989-12-19 1991-08-20 Yokohama Rubber Co Ltd:The 耐アルカリ性ゴム組成物およびこれを用いたゴムロール
JPH04198273A (ja) * 1990-11-27 1992-07-17 Fujikura Ltd 半導電性樹脂組成物
US5190739A (en) 1991-02-27 1993-03-02 Cabot Corporation Production of carbon blacks
US5229452A (en) * 1991-11-13 1993-07-20 Cabot Corporation Carbon blacks

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Publication number Publication date
CZ98394A3 (en) 1994-07-13
KR100296566B1 (ko) 2001-12-01
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HU221383B1 (en) 2002-09-28
ES2141773T5 (es) 2011-04-05
AU5096093A (en) 1994-03-29
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WO1994005732A3 (en) 1994-07-21
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ES2141773T3 (es) 2000-04-01
HK1016417A1 (en) 1999-10-29
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CN1052253C (zh) 2000-05-10
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EP0911371B1 (en) 2010-02-03
CA2121693A1 (en) 1994-03-17

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