JP3436574B2 - サーマルタイプ高ストラクチャーファーネスカーボンブラック - Google Patents
サーマルタイプ高ストラクチャーファーネスカーボンブラックInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴムのような弾性体に
配合した場合に好適な防振特性、特に動倍率（動的バネ
定数／静的バネ定数）を効果的に下げることのできるサ
ーマルタイプ高ストラクチャーカーボンブラックに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】カーボンブラックは、ゴム等に配合され
た場合、その機械的特性や耐摩耗性を改良することがで
きるので、タイヤを初めとするゴム産業に広く利用され
ている。カーボンブラックには、その構成する粒子径に
よりソフト系カーボンブラックとハード系カーボンブラ
ックに大別される。 【０００３】ソフト系カーボンブラック、特に粒子径の
大きいグレードとしてはサーマルブラックがあり、天然
ガスの熱分解により得られるＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈ
ｅｒｍａｌ）やＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）級の
カーボンブラックが代表的なグレードである。原料とし
て天然ガスを用いず、液体状原料油の分解による大量か
つ連続的に生産する方法であるオイルファーネス法によ
るサーマルブラック代替の大粒子のサーマルブラックも
知られている。 【０００４】本出願人は、ある特定の特性を有するサー
マルタイプファーネスカーボンブラックにおいて、ゴム
やプラスチックへの分散性に優れ、かつ屈曲亀裂特性を
格段に向上できることを見いだし、すでに出願した（特
開平１−２２９０７４号）。しかしながら、前出願のカ
ーボンブラクでは分散性や屈曲亀裂特性を改善できるソ
フト系カーボンブラックを提供することはできたが、配
合ゴムに対して好適な防振特性を付与するにはまだ改良
が必要であった。 【０００５】ソフト系のカーボンブラックをゴムに配合
し、その防振特性を改良している従来技術としては特願
昭６３−１０３１７１号〔出願人：豊田合成（株）〕が
あり、その要旨は、「原料ゴムに、重填剤として、ヨウ
素吸着量１０−４０ｍｇ／ｇ、ジブチルフタレート（Ｄ
ＢＰ）吸油量（Ａ法）１００−５００ｍｌ／１００ｇの
特性を有するカーボンブラックを配合してなる防振ゴム
用ゴム組成物」にある。 【０００６】しかしながら、ファーネスカーボンブラッ
クの製造において、一般的には大粒子となるほどストラ
クチャーは上がりにくく、この限界としてはよう素吸着
量（ＩＡ）でほぼ２５ｍｇ／ｇで、この値を越えると比
較的ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ）の値は上がり易くなる。
しかし、よう素吸着量（ＩＡ）が、これ以下、特に２０
ｍｇ／ｇを下回った場合にはＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ）
で１００ｍｌ／１００ｇを上回ることは難しい。 【０００７】ゴムの防振特性を改良するために改質剤を
添加する場合もあり、たとえばスミファイン１１６２
（住友化学工業（株）商品名）などの添加により動倍率
を改善している例もある。しかし、このような処理は時
間的、コスト的な不利があり、ゴム配合剤により解決す
るのが望ましい。 【０００８】カーボンブラックは、ゴムに配合した場合
の優れた特性を利用して、タイヤを初めとする各種ゴム
に配合されているが、このゴムの利用分野の一つとして
防振ゴムがある。この防振ゴムに対する要求は、商品の
差別化とも相まって益々厳しくなっている。この要求の
もっとも重要な点は、ゴム組成物の動的弾性率（Ｋｄ）
と静的弾性率（Ｋｓ）との比、すなわちＫｄ／Ｋｓで表
される動倍率を効果的に下げることのできるゴム組成物
とすることである。 【０００９】この動的弾性率（Ｋｄ）は、外部（代表的
には、エンジン）から与えられた振動を伝達する程度を
表す指標であり、この値が小さいほど振動は伝わりにく
くなる。一方の静的弾性率（Ｋｓ）は、静的状態で物質
（たとえばエンジン）を支える力に相当し、この値が小
さければ物品の重量を保持する機能が維持できないこと
になる。 【００１０】この２つの物性は互いに相反する特性を有
し、たとえば静的弾性率を向上させた場合、すなわち物
質を支えるために堅いものを用いた場合には動的弾性率
は低下し、その結果として振動が外部に伝わり、逆に振
動の外部への伝達を抑えるために動的弾性率を向上させ
ようとすると静的弾性率は低下して物質を支えることが
困難となる。 【００１１】ゴムの動倍率を低下させる一般的手段とし
ては、配合剤であるカーボンブラックから考慮した場
合、粒子系の大きいカーボンブラックを使用すること、
およびカーボンブラックの使用量を減少することが行わ
れているが、いずれの場合でも機械的特性、すなわちあ
る一定の静的弾性率（硬さ、弾性率など）を維持できな
いという限界がある。すなわち、これらの特性は二律背
反の関係に有り、この両立は困難なために中間的な特性
で妥協している場合が多くなっている。 【００１２】前述のように、添加物により動倍率を改良
するという方法も行われているが、分散工程が入るとい
う欠点がある。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
動倍率を効果的に低下させ、同時に機械的特性も満足さ
せることのできるカーボンブラックを提供する点にあ
る。 【００１４】 【課題解決のための手段】本発明者らは、この動倍率に
及ぼすカーボンブラックの影響について広く研究を進め
た結果、カーボンブラックの粒子径に対して１本のマス
ター曲線が得られること、すなわちカーボンブラックの
粒子径が小さくなるとＫｄとＫｓが両者とも大きくな
り、また大きくなると両者とも小さくなってしまう関係
にあることを確かめた。従って、動倍率を低下させるた
めに粒子径の大きいカーボンブラックを使用すると、機
械的特性を満足させることができなくなるという結果を
招くことになる。 【００１５】そこで、動倍率を効果的に低下させるとと
もに機械的特性を維持、満足させることのできるカーボ
ンブラック、特にソフト系カーボンブラックについて鋭
意研究を進めた結果、よう素吸着量（ＩＡ）が１０〜１
６ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ）が４５ｍｌ／１
００ｇを上回り９５ｍｌ／１００ｇ以下の領域にあり、
比着色力が下記算出式−（ｉ）で得られるＡの値以下で
あり、かつ下記算出式−（ii）で得られるＢの値が１５
〜６０である 算出式−（ｉ） Ａ＝２０＋ＩＡ 算出式−（ii） Ｂ＝（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２ という特定の要件を満たすカーボンブラックが防振ゴム
用として、特に通常よりも低配合時において機械的特性
を維持しながら効果的に動倍率を低下させることができ
ることを見いだして本発明に到達したものである。 【００１６】よう素吸着量ＩＡが８〜２０ｍｇ／ｇとい
う表面積範囲は、本出願人がすでに出願した特開平１−
２２９０７４号と一部一致するが、この先願のソフト系
カーボンブラックよりもストラクチャーいいかえればＤ
ＢＰＡが高いことが特徴であり、加えて着色力をある値
以下とするととともに（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２の値を特定
の範囲に設定することにより低配合時においても他のゴ
ム物性、特に機械的特性をほとんど低下させることなく
配合ゴムの動倍率を低下することができる。 【００１７】よう素吸着量ＩＡはカーボンブラックの表
面積（粒子径）を評価するものであるが、本発明では１
０−１６ｍｇ／ｇという範囲にあるソフト系グレードで
ある。よう素吸着量ＩＡが１０ｍｇ／ｇを下回った場合
は、ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡを本発明の範囲としても機械
的特性を維持できなくなり、また１６ｍｇ／ｇを上回っ
た場合には動倍率の低下効果が低くなる。 【００１８】ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡは、カーボンブラッ
クの粒子のつながりの程度を評価するものであるが、本
発明では４５ｍｌ／１００ｇを上回り９５ｍｌ／１００
ｇ以下の範囲、好ましくは５０−９５ｍｌ／１００ｇの
範囲のカーボンブラックである。ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡ
が４５ｍｌ／１００ｇを下回った場合では、カーボンブ
ラックの配合部数を低減することができず（低減した場
合、機械的特性を維持できない）、９５ｍｌ／１００ｇ
を上回った場合は配合部数の低下だけでは静的弾性率を
制御することが困難となる。 【００１９】また比着色力（Ａ）が（ＩＡ＋２０）の値
を上回った場合には、動的弾性率が低下するので好まし
くない。 【００２０】（ＤＢＰＡ／ＩＡ）2が１５−６０という
特定範囲とすることも本発明の要件であり、より好まし
い範囲は２０−５０の範囲にあるカーボンブラックであ
る。この値が１５を下回った場合は配合部数を下げるこ
とが困難であり、また動倍率の低下効果も減少する。６
５を上回った場合は静的弾性率の制御が困難となるので
上記の範囲に限定される。 【００２１】 【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明は、これに限定されるものではな
い。 【００２２】製造例 特公昭４９−４５０７５号公報記載の円筒型製造炉と同
様な構造の図１に示したオイルファーネス炉（直径６０
０ｍｍφ、長さ５０００ｍｍ）の炉頭部中心軸方向から
炉内に原料油噴霧ノズル１を挿入設置し、炉の接線方向
に上下一対に設けられた第１空気孔グループＡ，第２空
気孔グループＢならびに第３空気孔グループＣより適宜
の空気を導入し、各空気孔グループからの導入空気量な
らびに原料油の供給量、供給圧力および予熱温度を調節
することにより、物理化学特性値の異なるサーマルタイ
プ高ストラクチャーファーネスカーボンブラックを製造
した。 【００２３】使用原料油の性状を表１に示し、製造した
カーボンブラックの製造条件と物理化学特性を表２〜４
にそれぞれ示した。 【００２４】 【表１】【００２５】 【表２】【００２６】 【表３】【００２７】 【表４】 【００２８】より詳しく製造条件を説明すると、よう素
吸着量ＩＡの制御は原料油供給量に対する全導入空気量
（原料油噴霧空気量と各空気孔グループからの導入空気
量を加えたもの）により行い、空気量の割合を減少する
ことによりよう素吸着量ＩＡを上昇させることができ
る。一定の空気量の場合には、原料油噴霧空気量の割合
を増加させるとよう素吸着量ＩＡは上昇する。 【００２９】また、ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡの制御は、原
料油の導入条件により主として行い、原料供給量の増
加、供給圧力の低下および予熱温度の低下によりＤＢＰ
吸油量ＤＢＰＡを上げることができる。さらに、使用す
る原料油の性状としてＢＭＣＩ（アメリカ鉱山局指数、
この数値が高いほど芳香族成分含有量が多くなる）の高
いものを用いるのが好適である。さらにＤＢＰ吸油量Ｄ
ＢＰＡを高くする他の手段として各空気孔グループより
の空気導入割合の制御があり、上流側（第１空気孔グル
ープ側）からの導入割合を増加させることにより高くす
ることができる。 【００３０】着色力の制御は、下流側空気（第３空気孔
グループ側）の導入量を減少させることにより上昇させ
ることができる。 【００３１】（物理化学特性の測定）本発明にかかるカ
ーボンブラックの物理化学特性は、次のようにして測定
される。 （１）よう素吸着量（ＩＡ） ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．１．で測定さ
れる。 （２）ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ） ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．２．で測定さ
れる。 （３）比着色力 ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．３．で測定さ
れる。 【００３２】（ゴム配合例）表２〜４に示した各カーボ
ンブラックを表５に示した配合割合でゴムに配合し、１
５０℃で２０分間加流したゴムについてゴム特性を測定
した。ゴム１００重量部にカーボンブラック５０重量部
を配合した場合のゴム特性を表６〜８に示した。同時
に、本発明の特徴である高ストラクチャー化によるカー
ボンブラックの配合量低下時の特性を評価するためにゴ
ム成分１００重量部に対して４０重量部配合時のゴム特
性について表９，１０に示した。 【００３３】 【表５】 【００３４】（ゴム特性試験条件） （１）配合物の加硫条件：１５０℃２０分 （２）防振特性の測定 【００３５】ａ．ｔａｎδ 測定装置 ： 粘弾性スペクトロメーター （株）岩本製作所 ＶＥＳ−Ｆ−ＩＩＩ型 測定条件 温度 ： ２５±１℃ 周波数： １５Ｈｚ 動歪み： ±２００μｍ（±１％） 試験片： 幅５ｍｍ、長さ３５ｍｍ、厚さ２ｍｍ（チャ
ック間距離＝２０ｍｍ） 【００３６】ｂ．動的弾性率（Ｋｄ，ｋｇｆ／ｃｍ2） 上記ａ．の測定装置を用い、下記の測定条件（他はａ．
と同じ）で貯蔵弾性率Ｅ′を測定する 測定条件 周波数： １００Ｈｚ 動歪み： ±２０μｍ（±０．１％） 測定された貯蔵弾性率Ｅ′を動的弾性率Ｋｄとする。 【００３７】ｃ．静的弾性率（Ｋｓ，ｋｇｆ／ｃｍ2） ＪＩＳ Ｋ６３０１に準じて２５％低伸張応力σ25（ｋ
ｇｆ／ｃｍ2）を測定する。この値から、静的せん断弾
性率Ｇを求め、これを３倍して静的弾性率Ｋｓを算出す
る。 Ｇ＝１．６３９×σ25 Ｋｓ＝３×Ｇ 【００３８】ｄ．動倍率 動倍率は、次の式で算出される。 動倍率＝動的弾性率（Ｋｄ）／静的弾性率（Ｋｓ） 【００３９】（３）そのほかのゴム特性 ＪＩＳ Ｋ６３００−１９７４およびＪＩＳ Ｋ６３０
１−１９７５に準じて測定する。 【００４０】 【表６】 【００４１】 【表７】 【００４２】 【表８】＊：旭＃１５〔旭カーボン（株）製〕 【００４３】 【表９】 【００４４】 【表１０】【００４５】（データの評価） カーボンブラックの物理化学特性について： 製造例Ｎｏ．２および４は本発明に係るカーボンブラッ
クであり、製造例Ｎｏ．５は、よう素吸着量（ＩＡ）が
本発明の下限を下回った例であり、Ｎｏ．６は逆に上回
った例である。製造例Ｎｏ．７は基本特性はほぼＮｏ．
２と同一であるが着色力が計算式から算出される数値を
上回った例であり、Ｎｏ．８は、（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２
の値が本発明の上限を上回った例である。Ｎｏ．９は先
願に係る商品名旭＃１５〔旭カーボン（株）製〕であり
ＤＢＰＡおよび（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２の値が本発明の範
囲をはずれたものである。 【００４６】カーボンブラック５０重量部配合の場合 １）３００％引張応力および硬さ Ｎｏ．５はＩＡが本発明範囲を下回っているために、機
械的特性、特に３００％引張応力と硬さが低下し、物品
を支えるための十分な基本特性を維持できない。また、
比較例９も３００％引張応力が低下している。 ２）静的弾性率（Ｋｓ）および動倍率 防振ゴムを設計する場合、静的弾性率、すなわち荷重負
荷時におけるゴムの保持能力はある一定の数値を維持す
る必要があり、この値が低下すると振動を吸収する以前
に機械的破壊が発生してしまう。比較例９においては、
５０重量部配合時でさえも静的ばね定数が低下してい
る。Ｎｏ．６はＩＡが本発明範囲を上回っているため
に、静的弾性率は、Ｎｏ．３とほぼ同等であるが動倍率
は低下させることができない。また、Ｎｏ．７は、比着
色力が、計算値よりも大きくなっているために同じよう
にＮｏ．２と比較して動倍率は高くなっている。 【００４７】カーボンブラック４０重量部配合の場合 Ｎｏ．２のカーボンブラックは、４０重量部配合でも対
照例Ｎｏ．９の５０重量部配合時とほぼ同等の静的弾性
率を有し、かつ動倍率を大幅に低くすることができた。
これに反して比較例のＮｏ．７カーボンブラックでの動
倍率はＮｏ．２のように大きく低下させることができな
い。加えて、本発明カーボンブラックのＮｏ．２におい
ては５０重量部に対する４０重量部における動倍率の低
下効果は、比較対照例におけるそれよりも大きくなって
おり、低配合時での動倍率の低下効果は一層明らかであ
る。 【００４８】 【効果】本発明により防振ゴムの特性上強く求められて
いるＫｄ／Ｋｓで表わされる動倍率を低く抑えるととも
に、静的弾性率（Ｋｓ）も満足すべき範囲の数値を有す
るゴム組成物を与える新規なカーボンブラックを提供す
ることができた。
配合した場合に好適な防振特性、特に動倍率（動的バネ
定数／静的バネ定数）を効果的に下げることのできるサ
ーマルタイプ高ストラクチャーカーボンブラックに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】カーボンブラックは、ゴム等に配合され
た場合、その機械的特性や耐摩耗性を改良することがで
きるので、タイヤを初めとするゴム産業に広く利用され
ている。カーボンブラックには、その構成する粒子径に
よりソフト系カーボンブラックとハード系カーボンブラ
ックに大別される。 【０００３】ソフト系カーボンブラック、特に粒子径の
大きいグレードとしてはサーマルブラックがあり、天然
ガスの熱分解により得られるＭＴ（Ｍｅｄｉｕｍ Ｔｈ
ｅｒｍａｌ）やＦＴ（Ｆｉｎｅ Ｔｈｅｒｍａｌ）級の
カーボンブラックが代表的なグレードである。原料とし
て天然ガスを用いず、液体状原料油の分解による大量か
つ連続的に生産する方法であるオイルファーネス法によ
るサーマルブラック代替の大粒子のサーマルブラックも
知られている。 【０００４】本出願人は、ある特定の特性を有するサー
マルタイプファーネスカーボンブラックにおいて、ゴム
やプラスチックへの分散性に優れ、かつ屈曲亀裂特性を
格段に向上できることを見いだし、すでに出願した（特
開平１−２２９０７４号）。しかしながら、前出願のカ
ーボンブラクでは分散性や屈曲亀裂特性を改善できるソ
フト系カーボンブラックを提供することはできたが、配
合ゴムに対して好適な防振特性を付与するにはまだ改良
が必要であった。 【０００５】ソフト系のカーボンブラックをゴムに配合
し、その防振特性を改良している従来技術としては特願
昭６３−１０３１７１号〔出願人：豊田合成（株）〕が
あり、その要旨は、「原料ゴムに、重填剤として、ヨウ
素吸着量１０−４０ｍｇ／ｇ、ジブチルフタレート（Ｄ
ＢＰ）吸油量（Ａ法）１００−５００ｍｌ／１００ｇの
特性を有するカーボンブラックを配合してなる防振ゴム
用ゴム組成物」にある。 【０００６】しかしながら、ファーネスカーボンブラッ
クの製造において、一般的には大粒子となるほどストラ
クチャーは上がりにくく、この限界としてはよう素吸着
量（ＩＡ）でほぼ２５ｍｇ／ｇで、この値を越えると比
較的ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ）の値は上がり易くなる。
しかし、よう素吸着量（ＩＡ）が、これ以下、特に２０
ｍｇ／ｇを下回った場合にはＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ）
で１００ｍｌ／１００ｇを上回ることは難しい。 【０００７】ゴムの防振特性を改良するために改質剤を
添加する場合もあり、たとえばスミファイン１１６２
（住友化学工業（株）商品名）などの添加により動倍率
を改善している例もある。しかし、このような処理は時
間的、コスト的な不利があり、ゴム配合剤により解決す
るのが望ましい。 【０００８】カーボンブラックは、ゴムに配合した場合
の優れた特性を利用して、タイヤを初めとする各種ゴム
に配合されているが、このゴムの利用分野の一つとして
防振ゴムがある。この防振ゴムに対する要求は、商品の
差別化とも相まって益々厳しくなっている。この要求の
もっとも重要な点は、ゴム組成物の動的弾性率（Ｋｄ）
と静的弾性率（Ｋｓ）との比、すなわちＫｄ／Ｋｓで表
される動倍率を効果的に下げることのできるゴム組成物
とすることである。 【０００９】この動的弾性率（Ｋｄ）は、外部（代表的
には、エンジン）から与えられた振動を伝達する程度を
表す指標であり、この値が小さいほど振動は伝わりにく
くなる。一方の静的弾性率（Ｋｓ）は、静的状態で物質
（たとえばエンジン）を支える力に相当し、この値が小
さければ物品の重量を保持する機能が維持できないこと
になる。 【００１０】この２つの物性は互いに相反する特性を有
し、たとえば静的弾性率を向上させた場合、すなわち物
質を支えるために堅いものを用いた場合には動的弾性率
は低下し、その結果として振動が外部に伝わり、逆に振
動の外部への伝達を抑えるために動的弾性率を向上させ
ようとすると静的弾性率は低下して物質を支えることが
困難となる。 【００１１】ゴムの動倍率を低下させる一般的手段とし
ては、配合剤であるカーボンブラックから考慮した場
合、粒子系の大きいカーボンブラックを使用すること、
およびカーボンブラックの使用量を減少することが行わ
れているが、いずれの場合でも機械的特性、すなわちあ
る一定の静的弾性率（硬さ、弾性率など）を維持できな
いという限界がある。すなわち、これらの特性は二律背
反の関係に有り、この両立は困難なために中間的な特性
で妥協している場合が多くなっている。 【００１２】前述のように、添加物により動倍率を改良
するという方法も行われているが、分散工程が入るとい
う欠点がある。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
動倍率を効果的に低下させ、同時に機械的特性も満足さ
せることのできるカーボンブラックを提供する点にあ
る。 【００１４】 【課題解決のための手段】本発明者らは、この動倍率に
及ぼすカーボンブラックの影響について広く研究を進め
た結果、カーボンブラックの粒子径に対して１本のマス
ター曲線が得られること、すなわちカーボンブラックの
粒子径が小さくなるとＫｄとＫｓが両者とも大きくな
り、また大きくなると両者とも小さくなってしまう関係
にあることを確かめた。従って、動倍率を低下させるた
めに粒子径の大きいカーボンブラックを使用すると、機
械的特性を満足させることができなくなるという結果を
招くことになる。 【００１５】そこで、動倍率を効果的に低下させるとと
もに機械的特性を維持、満足させることのできるカーボ
ンブラック、特にソフト系カーボンブラックについて鋭
意研究を進めた結果、よう素吸着量（ＩＡ）が１０〜１
６ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ）が４５ｍｌ／１
００ｇを上回り９５ｍｌ／１００ｇ以下の領域にあり、
比着色力が下記算出式−（ｉ）で得られるＡの値以下で
あり、かつ下記算出式−（ii）で得られるＢの値が１５
〜６０である 算出式−（ｉ） Ａ＝２０＋ＩＡ 算出式−（ii） Ｂ＝（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２ という特定の要件を満たすカーボンブラックが防振ゴム
用として、特に通常よりも低配合時において機械的特性
を維持しながら効果的に動倍率を低下させることができ
ることを見いだして本発明に到達したものである。 【００１６】よう素吸着量ＩＡが８〜２０ｍｇ／ｇとい
う表面積範囲は、本出願人がすでに出願した特開平１−
２２９０７４号と一部一致するが、この先願のソフト系
カーボンブラックよりもストラクチャーいいかえればＤ
ＢＰＡが高いことが特徴であり、加えて着色力をある値
以下とするととともに（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２の値を特定
の範囲に設定することにより低配合時においても他のゴ
ム物性、特に機械的特性をほとんど低下させることなく
配合ゴムの動倍率を低下することができる。 【００１７】よう素吸着量ＩＡはカーボンブラックの表
面積（粒子径）を評価するものであるが、本発明では１
０−１６ｍｇ／ｇという範囲にあるソフト系グレードで
ある。よう素吸着量ＩＡが１０ｍｇ／ｇを下回った場合
は、ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡを本発明の範囲としても機械
的特性を維持できなくなり、また１６ｍｇ／ｇを上回っ
た場合には動倍率の低下効果が低くなる。 【００１８】ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡは、カーボンブラッ
クの粒子のつながりの程度を評価するものであるが、本
発明では４５ｍｌ／１００ｇを上回り９５ｍｌ／１００
ｇ以下の範囲、好ましくは５０−９５ｍｌ／１００ｇの
範囲のカーボンブラックである。ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡ
が４５ｍｌ／１００ｇを下回った場合では、カーボンブ
ラックの配合部数を低減することができず（低減した場
合、機械的特性を維持できない）、９５ｍｌ／１００ｇ
を上回った場合は配合部数の低下だけでは静的弾性率を
制御することが困難となる。 【００１９】また比着色力（Ａ）が（ＩＡ＋２０）の値
を上回った場合には、動的弾性率が低下するので好まし
くない。 【００２０】（ＤＢＰＡ／ＩＡ）2が１５−６０という
特定範囲とすることも本発明の要件であり、より好まし
い範囲は２０−５０の範囲にあるカーボンブラックであ
る。この値が１５を下回った場合は配合部数を下げるこ
とが困難であり、また動倍率の低下効果も減少する。６
５を上回った場合は静的弾性率の制御が困難となるので
上記の範囲に限定される。 【００２１】 【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明は、これに限定されるものではな
い。 【００２２】製造例 特公昭４９−４５０７５号公報記載の円筒型製造炉と同
様な構造の図１に示したオイルファーネス炉（直径６０
０ｍｍφ、長さ５０００ｍｍ）の炉頭部中心軸方向から
炉内に原料油噴霧ノズル１を挿入設置し、炉の接線方向
に上下一対に設けられた第１空気孔グループＡ，第２空
気孔グループＢならびに第３空気孔グループＣより適宜
の空気を導入し、各空気孔グループからの導入空気量な
らびに原料油の供給量、供給圧力および予熱温度を調節
することにより、物理化学特性値の異なるサーマルタイ
プ高ストラクチャーファーネスカーボンブラックを製造
した。 【００２３】使用原料油の性状を表１に示し、製造した
カーボンブラックの製造条件と物理化学特性を表２〜４
にそれぞれ示した。 【００２４】 【表１】【００２５】 【表２】【００２６】 【表３】【００２７】 【表４】 【００２８】より詳しく製造条件を説明すると、よう素
吸着量ＩＡの制御は原料油供給量に対する全導入空気量
（原料油噴霧空気量と各空気孔グループからの導入空気
量を加えたもの）により行い、空気量の割合を減少する
ことによりよう素吸着量ＩＡを上昇させることができ
る。一定の空気量の場合には、原料油噴霧空気量の割合
を増加させるとよう素吸着量ＩＡは上昇する。 【００２９】また、ＤＢＰ吸油量ＤＢＰＡの制御は、原
料油の導入条件により主として行い、原料供給量の増
加、供給圧力の低下および予熱温度の低下によりＤＢＰ
吸油量ＤＢＰＡを上げることができる。さらに、使用す
る原料油の性状としてＢＭＣＩ（アメリカ鉱山局指数、
この数値が高いほど芳香族成分含有量が多くなる）の高
いものを用いるのが好適である。さらにＤＢＰ吸油量Ｄ
ＢＰＡを高くする他の手段として各空気孔グループより
の空気導入割合の制御があり、上流側（第１空気孔グル
ープ側）からの導入割合を増加させることにより高くす
ることができる。 【００３０】着色力の制御は、下流側空気（第３空気孔
グループ側）の導入量を減少させることにより上昇させ
ることができる。 【００３１】（物理化学特性の測定）本発明にかかるカ
ーボンブラックの物理化学特性は、次のようにして測定
される。 （１）よう素吸着量（ＩＡ） ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．１．で測定さ
れる。 （２）ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ） ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．２．で測定さ
れる。 （３）比着色力 ＪＩＳ Ｋ６２２１（１９８２）６．１．３．で測定さ
れる。 【００３２】（ゴム配合例）表２〜４に示した各カーボ
ンブラックを表５に示した配合割合でゴムに配合し、１
５０℃で２０分間加流したゴムについてゴム特性を測定
した。ゴム１００重量部にカーボンブラック５０重量部
を配合した場合のゴム特性を表６〜８に示した。同時
に、本発明の特徴である高ストラクチャー化によるカー
ボンブラックの配合量低下時の特性を評価するためにゴ
ム成分１００重量部に対して４０重量部配合時のゴム特
性について表９，１０に示した。 【００３３】 【表５】 【００３４】（ゴム特性試験条件） （１）配合物の加硫条件：１５０℃２０分 （２）防振特性の測定 【００３５】ａ．ｔａｎδ 測定装置 ： 粘弾性スペクトロメーター （株）岩本製作所 ＶＥＳ−Ｆ−ＩＩＩ型 測定条件 温度 ： ２５±１℃ 周波数： １５Ｈｚ 動歪み： ±２００μｍ（±１％） 試験片： 幅５ｍｍ、長さ３５ｍｍ、厚さ２ｍｍ（チャ
ック間距離＝２０ｍｍ） 【００３６】ｂ．動的弾性率（Ｋｄ，ｋｇｆ／ｃｍ2） 上記ａ．の測定装置を用い、下記の測定条件（他はａ．
と同じ）で貯蔵弾性率Ｅ′を測定する 測定条件 周波数： １００Ｈｚ 動歪み： ±２０μｍ（±０．１％） 測定された貯蔵弾性率Ｅ′を動的弾性率Ｋｄとする。 【００３７】ｃ．静的弾性率（Ｋｓ，ｋｇｆ／ｃｍ2） ＪＩＳ Ｋ６３０１に準じて２５％低伸張応力σ25（ｋ
ｇｆ／ｃｍ2）を測定する。この値から、静的せん断弾
性率Ｇを求め、これを３倍して静的弾性率Ｋｓを算出す
る。 Ｇ＝１．６３９×σ25 Ｋｓ＝３×Ｇ 【００３８】ｄ．動倍率 動倍率は、次の式で算出される。 動倍率＝動的弾性率（Ｋｄ）／静的弾性率（Ｋｓ） 【００３９】（３）そのほかのゴム特性 ＪＩＳ Ｋ６３００−１９７４およびＪＩＳ Ｋ６３０
１−１９７５に準じて測定する。 【００４０】 【表６】 【００４１】 【表７】 【００４２】 【表８】＊：旭＃１５〔旭カーボン（株）製〕 【００４３】 【表９】 【００４４】 【表１０】【００４５】（データの評価） カーボンブラックの物理化学特性について： 製造例Ｎｏ．２および４は本発明に係るカーボンブラッ
クであり、製造例Ｎｏ．５は、よう素吸着量（ＩＡ）が
本発明の下限を下回った例であり、Ｎｏ．６は逆に上回
った例である。製造例Ｎｏ．７は基本特性はほぼＮｏ．
２と同一であるが着色力が計算式から算出される数値を
上回った例であり、Ｎｏ．８は、（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２
の値が本発明の上限を上回った例である。Ｎｏ．９は先
願に係る商品名旭＃１５〔旭カーボン（株）製〕であり
ＤＢＰＡおよび（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２の値が本発明の範
囲をはずれたものである。 【００４６】カーボンブラック５０重量部配合の場合 １）３００％引張応力および硬さ Ｎｏ．５はＩＡが本発明範囲を下回っているために、機
械的特性、特に３００％引張応力と硬さが低下し、物品
を支えるための十分な基本特性を維持できない。また、
比較例９も３００％引張応力が低下している。 ２）静的弾性率（Ｋｓ）および動倍率 防振ゴムを設計する場合、静的弾性率、すなわち荷重負
荷時におけるゴムの保持能力はある一定の数値を維持す
る必要があり、この値が低下すると振動を吸収する以前
に機械的破壊が発生してしまう。比較例９においては、
５０重量部配合時でさえも静的ばね定数が低下してい
る。Ｎｏ．６はＩＡが本発明範囲を上回っているため
に、静的弾性率は、Ｎｏ．３とほぼ同等であるが動倍率
は低下させることができない。また、Ｎｏ．７は、比着
色力が、計算値よりも大きくなっているために同じよう
にＮｏ．２と比較して動倍率は高くなっている。 【００４７】カーボンブラック４０重量部配合の場合 Ｎｏ．２のカーボンブラックは、４０重量部配合でも対
照例Ｎｏ．９の５０重量部配合時とほぼ同等の静的弾性
率を有し、かつ動倍率を大幅に低くすることができた。
これに反して比較例のＮｏ．７カーボンブラックでの動
倍率はＮｏ．２のように大きく低下させることができな
い。加えて、本発明カーボンブラックのＮｏ．２におい
ては５０重量部に対する４０重量部における動倍率の低
下効果は、比較対照例におけるそれよりも大きくなって
おり、低配合時での動倍率の低下効果は一層明らかであ
る。 【００４８】 【効果】本発明により防振ゴムの特性上強く求められて
いるＫｄ／Ｋｓで表わされる動倍率を低く抑えるととも
に、静的弾性率（Ｋｓ）も満足すべき範囲の数値を有す
るゴム組成物を与える新規なカーボンブラックを提供す
ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明カーボンブラックを製造するた
めに使用した一例の製造炉の縦断正面図である。 【符号の説明】 １ 原料油噴霧ノズル Ａ 第１空気孔グループ（２，２′） Ｂ 第２空気孔グループ（３，３′） Ｃ 第３空気孔グループ（４，４′）
めに使用した一例の製造炉の縦断正面図である。 【符号の説明】 １ 原料油噴霧ノズル Ａ 第１空気孔グループ（２，２′） Ｂ 第２空気孔グループ（３，３′） Ｃ 第３空気孔グループ（４，４′）
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09C 1/50
C08K 3/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 よう素吸着量（ＩＡ）が１０〜１６ｍｇ
／ｇ、ＤＢＰ吸油量（ＤＢＰＡ）が４５ｍｌ／１００ｇ
を上回り９５ｍｌ／１００ｇ以下の領域にあり、比着色
力が下記算出式−（ｉ）で得られるＡの値以下であり、
かつ下記算出式−（ii）で得られるＢの値が１５〜６０
であるサーマルタイプ高ストラクチャーファーネスカー
ボンブラック。 算出式−（ｉ） Ａ＝２０＋ＩＡ 算出式−（ii） Ｂ＝（ＤＢＰＡ／ＩＡ）２
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34368593A JP3436574B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | サーマルタイプ高ストラクチャーファーネスカーボンブラック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34368593A JP3436574B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | サーマルタイプ高ストラクチャーファーネスカーボンブラック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166089A JPH07166089A (ja) | 1995-06-27 |
| JP3436574B2 true JP3436574B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=18363462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34368593A Expired - Lifetime JP3436574B2 (ja) | 1993-12-16 | 1993-12-16 | サーマルタイプ高ストラクチャーファーネスカーボンブラック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436574B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100512883B1 (ko) * | 1998-11-07 | 2005-10-26 | 코리아카본블랙 주식회사 | 고무보강성이 우수하고 고농도배합이 가능한 카본블랙 |
| JP2009091494A (ja) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Asahi Carbon Kk | カーボンブラックおよびそれを含む機能性部材配合用ゴム組成物 |
| JP5545193B2 (ja) * | 2010-12-03 | 2014-07-09 | 株式会社ブリヂストン | 免震構造体用ゴム組成物 |
-
1993
- 1993-12-16 JP JP34368593A patent/JP3436574B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07166089A (ja) | 1995-06-27 |
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