JP7446256B2 - カーボンブラック組成物、それを含むポリマー組成物および空気式タイヤ - Google Patents
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Description
(a)0.58から0.65のΔD50/Dモードと同時に
(b)0.5から0.8のRS値とさらに任意に
(c)1.2から1.5のQR値および/または
(d)1.35未満のDw/Dn値
本発明の第1の目的は、以下の部材を含む、修飾したファーネス反応器に向けられる:
(i)燃焼室、
(ii)原料を導入するための円筒状管(「チョーク」)、
(iii)カーボンブラック形成のためのベンチュリ形状の反応トンネルおよび
(iv)急冷によりカーボンブラック形成を終了させるための円筒状トンネル、
前記反応器において、
(a)前記燃焼室はその長さl1にわたって直径d1から直径d2まで円錐状に狭くなり、
(b)前記管はその長さl2にわたって一定の直径d2を示し、
(c)前記反応トンネルはその長さl3にわたって直径d2から直径d3まで拡張しかつ
(d)前記円筒状トンネルはその長さl4にわたって一定の直径d3を示し、
比d2:l2は1:3.5から1:4.5の範囲内にあるという条件が付される。
・0.58から0.65、好ましくは0.60から0.63、より好ましくは0.62から0.63のΔD50/Dモード値、
・約0.50から約0.80、好ましくは約0.55から約0.75、より好ましくは約0.60から約0.72、最も好ましくは約0.64から約0.70の相対スパン、および任意に、
・約1.2から約1.5、好ましくは約1.30から約1.48、より好ましくは約1.35から約1.45の四分位比、および/または
・約1.35未満、好ましくは約1.33未満、より好ましくは約1.31未満の多分散性指数。
・約50から約400ml/100g、好ましくは100から約200ml/100g、より好ましくは約115から約150ml/100g、最も好ましくは約120から約140ml/100gの吸油価(OAN)および/または
・約80から約130ml/100g、好ましくは約90から約120ml/100g、より好ましくは約100から約115ml/100gの圧縮されたサンプルの吸油価(COAN)。さらに、特に好ましいのは、約95から約105ml/100gの範囲である。
・約0.58から約0.65、好ましくは約0.60から約0.63、より好ましくは約0.62から約0.63のΔD50/Dモード値、
・約0.50から約0.80、好ましくは約0.55から約0.75、より好ましくは約0.60から約0.72、最も好ましくは約0.64から約0.70の相対スパン、および任意に、
・約1.2から約1.5、好ましくは約1.30から約1.48、より好ましくは約1.35から約1.45の四分位比、および/または
・1.35未満、好ましくは1.33未満、より好ましくは1.31未満の多分散性指数、
前記組成物は、
(A)熱分解を達成するために、炭化水素出発原料を高温燃焼ガス流にさらし、
(B)反応ガスを冷却しかつ
(C)えられたカーボンブラックを回収し、
反応は以下の部材、
(i)燃焼室、
(ii)前記原料を導入するための円筒状管(「チョーク」)、
(iii)カーボンブラック形成のためのベンチュリ形状の反応トンネルおよび
(iv)急冷によりカーボンブラック形成を終了させるための円筒状トンネル
を含むファーネス反応器において行い、
該反応器において、
(a)前記燃焼室はその長さl1にわたって直径d1から直径d2まで円錐状に狭くなり、
(b)前記管はその長さl2にわたって一定の直径d2を示し、
(c)前記反応トンネルはその長さl3にわたって直径d2から直径d3まで拡張しかつ
(d)前記円筒状トンネルはその長さl4にわたって一定の直径d3を示し、
比d2:l2は約1:2から約1:6の範囲内にあるという条件が付される、
ことによってえることができる。
・約0.58から約0.65、好ましくは約0.60から約0.63、より好ましくは約0.62から約0.63のΔD50/Dモード値、
・約0.50から約0.80、好ましくは約0.55から約0.75、より好ましくは約0.60から約0.72、最も好ましくは約0.64から約0.70の相対スパン、および任意に、
・約1.2から約1.5、好ましくは約1.30から約1.48、より好ましくは約1.35から約1.45の四分位比、および/または
・1.35未満、好ましくは1.33未満、より好ましくは1.31未満の多分散性指数、
具体的には、0.58から0.65のΔD50/Dモード比および0.5から0.8の相対スパン(D90-D10)/D50を示すカーボンブラック組成物をえるための方法に関し、
前記方法は、以下の工程、
(A)熱分解を達成するために、炭化水素出発原料を高温燃焼ガス流にさらす工程、
(B)反応ガスを冷却する工程および
(C)えられたカーボンブラックを回収する工程
を含み、
反応は以下の部材、
(i)燃焼室、
(ii)前記原料を導入するための円筒状管(「チョーク」)、
(iii)カーボンブラック形成のためのベンチュリ形状の反応トンネルおよび
(iv)急冷によりカーボンブラック形成を終了させるための円筒状トンネル
を含むファーネス反応器において行い、
前記反応器において、
(a)前記燃焼室はその長さl1にわたって直径d1から直径d2まで円錐状に狭くなり、
(b)前記管はその長さl2にわたって一定の直径d2を示し、
(c)前記反応トンネルはその長さl3にわたって直径d2から直径d3まで拡張しかつ
(d)前記円筒状トンネルはその長さl4にわたって一定の直径d3を示し、
比d2:l2は1:3.5から1:4.5の範囲内にあるという条件が付される。
・約0.58から約0.65、好ましくは約0.60から約0.63、より好ましくは約0.62から約0.63のΔD50/Dモード値、
・約0.50から約0.80、好ましくは約0.55から約0.75、より好ましくは約0.60から約0.72、最も好ましくは約0.64から約0.70の相対スパン、および任意に、
・約1.2から約1.5、好ましくは約1.30から約1.48、より好ましくは約1.35から約1.45の四分位比、および/または
・1.35未満、好ましくは1.33未満、より好ましくは1.31未満の多分散性指数。
(a)燃焼工程、
(b)反応工程、および
(c)反応を終了させるための工程
を含み、従来の方法と同様であってもよい。
・約0.58から約0.65、好ましくは約0.60から約0.63、より好ましくは約0.62から約0.63のΔD50/Dモード値、
・約0.50から約0.80、好ましくは約0.55から約0.75、より好ましくは約0.60から約0.72、最も好ましくは約0.64から約0.70の相対スパン、および任意に、
・約1.2から約1.5、好ましくは約1.30から約1.48、より好ましくは約1.35から約1.45の四分位比、および/または
・1.35未満、好ましくは1.33未満、より好ましくは1.31未満の多分散性指数。
・約0.58から約0.65、好ましくは約0.60から約0.63、より好ましくは約0.62から約0.63のΔD50/Dモード値、
・約0.50から約0.80、好ましくは約0.55から約0.75、より好ましくは約0.60から約0.72、最も好ましくは約0.64から約0.70の相対スパン、および任意に、
・約1.2から約1.5、好ましくは約1.30から約1.48、より好ましくは約1.35から約1.45の四分位比、および/または
・1.35未満、好ましくは1.33未満、より好ましくは1.31未満の多分散性指数。
・液体ヒドロキシル末端ポリアルキレン、
・イソブチレンとp-メチルスチレンのハロゲン化共重合体、またはその両方、
・EPDM系ゴム、
・イソオレフィンとパラ-アルキルスチレンのハロゲン化共重合体、
・高トランス・スチレン-ブタジエンゴムを含む、スチレン-ブタジエンゴム、および/または
・高ビニルポリブタジエン・エラストマー。
散乱光補正:
補正の種類:ミー(Mie)補正、
ファイル:CARBON.PRM(水中のカーボンブラック)
粒子密度:1.86g/cc
スピン流体:水
スピン流体体積:15ml
温度:T=Ts+2/3×(Te-Ts)
条項1:
以下の部材、
(i)燃焼室、
(ii)原料を導入するための円筒状管、
(iii)前記円筒状菅から離れるにつれて拡径するカーボンブラック形成のための反応トンネルおよび
(iv)急冷によりカーボンブラック形成を終了させるための円筒状トンネルを含むファーネス反応器であって、
前記反応器において、
(a)前記燃焼室はその長さl1にわたって直径d1から直径d2まで円錐状に狭くなり、
(b)前記管はその長さl2にわたって一定の直径d2を示し、
(c)前記反応トンネルはその長さl3にわたって直径d2から直径d3まで3から4°の角度で拡張しかつ
(d)前記円筒状トンネルはその長さl4にわたって一定の直径d3を示し、
比d2:l2は1:3.5から1:4.5の範囲内にあるという条件が付される、 前記反応器。
条項2:
0.58から0.65のΔD50/Dモードおよび0.5から0.8の相対スパン(D90-D10)/D50を示すカーボンブラック組成物。
条項3:
さらに、1.2から1.5の四分位比(QR)D75/D25を示す、条項2に記載の前記組成物。
条項4:
さらに、1.35未満の多分散性指数を示す、条項2に記載の前記組成物。
条項5:
90から180m2/gのSTSA値を示す条項2に記載の前記組成物。
条項6:
0.58から0.65のΔD50/Dモード比および0.5から0.8の相対スパン(D90-D10)/D50を示すカーボンブラック組成物をえるための方法であって、以下の工程、
(A)熱分解を達成するために、炭化水素出発原料を高温燃焼ガス流にさらす工程、
(B)反応ガスを冷却する工程および
(C)えられたカーボンブラックを回収する工程
を含み、
反応は以下の部材、
(i)燃焼室、
(ii)前記原料を導入するための円筒状管、
(iii)前記円筒状菅から離れるにつれて拡径するカーボンブラック形成のための反応トンネルおよび
(iv)急冷によりカーボンブラック形成を終了させるための円筒状トンネル
を含むファーネス反応器において行い、
かつ
(a)前記燃焼室はその長さl1にわたって直径d1から直径d2まで円錐状に狭くなり、
(b)前記管はその長さl2にわたって一定の直径d2を示し、
(c)前記反応トンネルはその長さl3にわたって直径d2から直径d3まで3から4°の角度で拡張しかつ
(d)前記円筒状終了トンネルはその長さl4にわたって一定の直径d3を示し、
比d2:l2は1:3.5から1:4.5の範囲内にあるという条件が付される、
前記方法。
条項7:
条項2に記載の又は条項6に記載の方法で得られたカーボンブラック組成物を添加することによりポリマー組成物の特性を改良する方法。
条項8:
条項2に記載の又は条項6に記載の方法で得られたカーボンブラック組成物を添加することにより、ポリマー組成物の耐摩耗性および補強性を向上させる方法。
条項9:
前記ポリマーは合成ゴムまたは天然ゴムである、条項7または条項8に記載の前記方法。
条項10:
条項2に記載の又は条項6に記載の方法で得られたカーボンブラック組成物の、ポリマー組成物のための添加剤としての用途。
条項11:
条項2に記載の又は条項6に記載の方法で得られたカーボンブラック組成物の、ポリマー組成物の耐摩耗性および補強性を向上させるための用途。
条項12:
前記ポリマーは合成ゴムまたは天然ゴムである、条項10または条項11に記載の前記用途。
条項13:
条項2に記載の又は条項6に記載の方法で得られたカーボンブラック組成物の、顔料としての用途。
条項14:
条項2に記載の又は条項6に記載の方法で得られたカーボンブラック組成物を含むポリマー組成物。
条項15:
条項2に記載の若しくは条項6に記載の方法で得られたカーボンブラック組成物、または条項14に記載のポリマー組成物を含む空気式タイヤ。
更に本発明の実施態様を示す。
1.
以下の部材、
(i)燃焼室、
(ii)原料を導入するための円筒状管、
(iii)カーボンブラック形成のためのベンチュリ形状の反応トンネルおよび
(iv)急冷によりカーボンブラック形成を終了させるための円筒状トンネルを含むファーネス反応器であって、
前記反応器において、
(a)前記燃焼室はその長さl1にわたって直径d1から直径d2まで円錐状に狭くなり、
(b)前記管はその長さl2にわたって一定の直径d2を示し、
(c)前記反応トンネルはその長さl3にわたって直径d2から直径d3まで拡張しかつ
(d)前記円筒状トンネルはその長さl4にわたって一定の直径d3を示し、
比d2:l2は1:3.5から1:4.5の範囲内にあるという条件が付される、
前記反応器。
2.
0.58から0.65のΔD50/Dモードおよび0.5から0.8の相対スパン(D90-D10)/D50を示すカーボンブラック組成物。
3.
さらに、1.2から1.5の四分位比(QR)D75/D25を示す、前記2に記載の前記組成物。
4.
さらに、1.35未満の多分散性指数を示す、前記2に記載の前記組成物。
5.
90から180m2/gのSTSA値を示す前記2に記載の前記組成物。
6.
0.58から0.65のΔD50/Dモード比および0.5から0.8の相対スパンを示すカーボンブラック組成物をえるための方法であって、以下の工程、
(A)熱分解を達成するために、炭化水素出発原料を高温燃焼ガス流にさらす工程、
(B)反応ガスを冷却する工程および
(C)えられたカーボンブラックを回収する工程
を含み、
反応は以下の部材、
(i)燃焼室、
(ii)前記原料を導入するための円筒状管、
(iii)カーボンブラック形成のためのベンチュリ形状の反応トンネルおよび
(iv)急冷によりカーボンブラック形成を終了させるための円筒状トンネル
を含むファーネス反応器において行い、
かつ
(a)前記燃焼室はその長さl1にわたって直径d1から直径d2まで円錐状に狭くなり、
(b)前記管はその長さl2にわたって一定の直径d2を示し、
(c)前記反応トンネルはその長さl3にわたって直径d2から直径d3まで拡張しかつ
(d)前記円筒状終了トンネルはその長さl4にわたって一定の直径d3を示し、
比d2:l2は1:3.5から1:4.5の範囲内にあるという条件が付される、
前記方法。
7.
前記2に記載のカーボンブラック組成物をポリマー組成物に添加することにより前記ポリマー組成物の特性を改良する方法。
8.
前記2に記載のカーボンブラック組成物をポリマー組成物に添加することにより、前記ポリマー組成物の耐摩耗性および補強性を向上させる方法。
9.
前記ポリマーは合成ゴムまたは天然ゴムである、前記7または前記8に記載の前記方法。
10.
前記2に記載のカーボンブラック組成物の、ポリマー組成物のための添加剤としての用途。
11.
前記2に記載のカーボンブラック組成物の、ポリマー組成物の耐摩耗性および補強性を向上させるための用途。
12.
前記ポリマーは合成ゴムまたは天然ゴムである、前記10または前記11に記載の前記用途。
13.
前記2に記載のカーボンブラック組成物の、顔料としての用途。
14.
前記2に記載のカーボンブラック組成物を含むポリマー組成物。
15.
前記2に記載のカーボンブラック組成物または前記14に記載のポリマー組成物を含む空気式タイヤ。
加えて、本発明の実施態様を以下に示す。
I-1.
0.58から0.65のΔD50/Dモードおよび0.5から0.8の相対スパン(D90-D10)/D50を示し、
前記ΔD50/Dモードは、半値全幅(FWHM)であるΔD50をモード径Dモードで割ることによりえられる幅の相対的分測である、
ファーネスカーボンブラック組成物。
I-2.
ファーネス反応器においてえられる、前記I-1に記載の前記組成物。
I-3.
さらに、1.2から1.5の四分位比(QR)D75/D25を示す、前記I-1または2に記載の前記組成物。
I-4.
さらに、1.35未満の多分散性指数を示し、
前記多分散性指数は、DwをDnで割ることによりえられる比率Dw/Dnであり、ここで、Dwは質量加重平均粒径であり、Dnは数加重平均粒径比率である、
前記I-3に記載の前記組成物。
I-5.
90から180m2/gのSTSA値を示す前記I-3に記載の前記組成物。
さらに、本発明の実施態様を以下に示す。
II-1.
0.58から0.65のΔD50/Dモードおよび0.5から0.8の相対スパン(D90-D10)/D50を示し、
前記ΔD50/Dモードは、半値全幅(FWHM)であるΔD50をモード径Dモードで割ることによりえられる幅の相対的分測である、
ファーネスカーボンブラック組成物。
II-2.
さらに、1.2から1.5の四分位比(QR)D75/D25を示す、II-1に記載の前記組成物。
II-3.
さらに、1.35未満の多分散性指数を示し、
前記多分散性指数は、DwをDnで割ることによりえられる比率Dw/Dnであり、ここで、Dwは質量加重平均粒径であり、Dnは数加重平均粒径比率である、
II-2に記載の前記組成物。
II-4.
90から180m2/gのSTSA値を示すII-2に記載の前記組成物。
II-5.
II-1に記載のカーボンブラック組成物を含む、ポリマー組成物。
II-6.
II-1に記載のカーボンブラック組成物、またはII-5に記載のポリマー組成物を含む空気式タイヤ。
さらに、本発明の追加の実施態様を以下に示す。
III-1.
0.58から0.65のΔD 50 /D モード 、1.2から1.5の四分位比(QR)D 75 /D 25 および0.5から0.8の相対スパン(D 90 -D 10 )/D 50 を示し、
前記ΔD 50 /D モード は、半値全幅(FWHM)であるΔD 50 をモード径D モード で割ることによりえられる幅の相対的分測である、
ファーネスカーボンブラック組成物。
III-2.
さらに、1.35未満の多分散性指数を示し、
前記多分散性指数は、D w をD n で割ることによりえられる比率D w /D n であり、ここで、D w は質量加重平均粒径であり、D n は数加重平均粒径である、
III-1に記載の組成物。
III-3.
90から180m 2 /gのSTSA値を示すIII-1に記載の組成物。
III-4.
III-1に記載のカーボンブラック組成物を含む、ポリマー組成物。
III-5.
III-1に記載のカーボンブラック組成物、またはIII-4に記載のポリマー組成物を含む空気式タイヤ。
Claims (5)
- 0.58から0.65のΔD50/Dモード 、1.2から1.5の四分位比(QR)D 75 /D 25 および0.5から0.8の相対スパン(D90-D10)/D50を示し、
前記ΔD50/Dモードは、半値全幅(FWHM)であるΔD50をモード径Dモードで割ることによりえられる幅の相対的分測である、
ファーネスカーボンブラック組成物。 - さらに、1.35未満の多分散性指数を示し、
前記多分散性指数は、DwをDnで割ることによりえられる比率Dw/Dnであり、ここで、Dwは質量加重平均粒径であり、Dnは数加重平均粒径である、
請求項1に記載の組成物。 - 90から180m2/gのSTSA値を示す請求項1に記載の組成物。
- 請求項1に記載のカーボンブラック組成物を含む、ポリマー組成物。
- 請求項1に記載のカーボンブラック組成物、または請求項4に記載のポリマー組成物を含む空気式タイヤ。
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