JPH06500138A - 改良された性能のカーボンブラック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 改良された性能のカーボンブラック 技術分野 本発明は種々の用途に適切で、特にゴム配合物に使用するに好適な新規な等級の ファーネスカーボンブラックに関する。

背景技術 一般にカーボンブラックは、ファーネス型の反応器中で高温の燃焼ガスを用いて 炭化水素原料油を熱分解し、微粒のカーボンブラ・ツクを含む燃焼生成物を生成 することによって製造される。

カーボンブラックは顔料、充填剤、補強剤として、またこの他の種々用途に利用 することができる。例えば、カーボンブラックはゴム配合物の配合と調製におけ る充填剤及び補強用顔料として広く利する目的の加硫ゴムの調製に有効である。

高性能のタイヤの製造において、満足できるノ＼ンドリンクとコーナリングの性 能、耐磨耗性、及びけん４性（湿潤時と乾燥時の滑り抵抗）を有するタイヤを製 造するカーボンブラ・ツクを利用することが一般的に望ましい。高性能及びレー ス用タイヤに使用するための、これらの種類の改良された特性を付与することが できるカーボンブラックを製造することは特に望ましい。

従って本発明は、カーボンブラックを混練して天然ゴム、合成コム、天然ゴムと 合成ゴムの配合物に改良されたノ＼ンドリングとコーナリングの性能、改良され た耐磨耗性、及び改良されたけん引時性を付与する新規なカーボンブラックを製 造することを目的とする。

本発明のもう一つの目的は、高性能及びレース用タイヤとして使用するに有益な 、新しいカーボンブラックを混練した新規なゴム配合物である。

本発明のこの他の目的は、次の説明と請求の範囲より明らかになるであろう。

発明の要旨 本発明者らは、１５５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）より大きいＣＴＡＢ（ セチルトリメチル臭化アンモニウムの吸収値）　、１８０ｍｇ／ｇより大きいヨ ウ素数（【２数）、　１４５％より大きいＴｉｎｔ値、１６０ｍ”７ｇより大き イＮ２５Ａ　（窒素表面積）　、９０〜１０５　ｃｃ／１００ｇのＣＤＢＰ　（ 圧潰後のジブチルフタレート数）、　１１５〜１４０ｃｃ／　１００ｇのＤＢＰ （ジブチルフタレート数）　、２０〜３５ｃｃ／１００ｇのΔＤＢＰ（ΔＤＢＰ 　＝ＤＢＰ　−ＣＤＢＰ）　、４０ｎｍ　（ナノメータ）未満のΔＤ５０　、４ ０〜６５ｎｍのＤｍｏｄｅ　、０．５５〜０．６７のΔＤ５０／Ｄｍｏｄｅの比 、及び１３７．０００（ｎｍ）’未満のＡＳＴＭＩＪ集体容積を存する新規なカ ーボンブラックを見出した。好ましくは、このカーボンブラックは１６０〜２１ ０ｍ”７ｇのＣＴＡＢ、　１９０〜２６０ｍｇ／ｇの［２素数、１４５〜１７０ ％のＴｉｎｔ値、１９０〜２８０ｍ２／ｇのＮＡＳＡ、２５〜３５ｎｍのΔＤ５ ０、及び５０．０００−１２０．０００（ｎｍ）　２のＡＳＴＭ凝集体容積を存 する。

また、本発明らはこのカーボンブラックを含む新規な等級のゴム配合物を見出し た。

本発明のカーボンブラックは、−次（燃焼）ゾーン、遷移ゾーン、反応ゾーンを 育するファーネスカーボンブラック反応器中で製造することができる。カーボン ブラック生成用の原料油は、従来技術で知られている任意の方法で高温の燃焼ガ ス流中に注入する。得られた高温燃焼ガスと原料油の混合物は反応ゾーンの中を 通過する。所望により、高温燃焼ガスと原料油の混合物は、熱分解を停止させず に、反応ゾーンに位置する一次急冷によって冷却させる。カーボンブラックを生 成する原料油の熱分解は、本発明のカーボンブラックが形成されたときに、混合 物を急冷することにより停止させる。好ましくは、急冷用の流体を注入して急冷 することにより熱分解を停止させる。本発明のカーボンブラックが、燃焼ガスと 原料油の混合物を冷却するための一次急冷を用いたプロセスを利用して製造され る場合、−次急冷は熱分解を停止させる二次急冷の上流に配置する。

本発明の新規なカーボンブラックを調製するプロセスを後により詳細に述べる。

本発明の新規なカーボンブラックが補強剤として有効なゴムは、天然ゴムと合成 ゴムを含む。一般的に、約１０〜２５０重量部の範囲のカーボンブラック製品の 量を、かなりの程度の補強を付与するためにゴムの各々の１００重量部につき使 用できる。ここで、ゴム１００重量部につき約２０〜１００重量部に変化する量 のカーボンブラックの使用が好ましく、ゴム１００重量部につき約４０〜８０重 量部のカーボンブラックの使用が特に好ましい。

本発明の使用に適するゴムには、天然ゴム及び塩化ゴムのようなその誘導体；１ ９重量部のスチレンと８１重量部のブタジェンのコポリマー、３０重量部のスチ レンと７０重量部のブタジェンのコポリマー、４３重量部のスチレンと５７重量 部のブタジェンのコポリマー、及び５゜重量部のスチレンと５０重量部のブタジ ェンのコポリマーのような約１０〜７０重量部のスチレンと約９０〜３０重量部 のブタジェンのコポリマー；ポリブタジェン、ポリイソプレン、ポリクロロプレ ン等のような共役ジエンのポリマー及びコポリマー、このような共役ジエンと共 重合できるスチレン、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−メチル−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 カルボン酸並びにそのエステル及びアミド、例えばアクリル酸及びジアルキルア クリル酸アミド：またここで、エチレン及びこの他のプロピレン、ブテン−１、 ペンテン−１のような高級α−オレフィンのコポリマーも使用に適切であり：特 に好ましくは、エチレン含有率が２０〜９０重量％の範囲にあるエチレンプロピ レンのコポリマーであり、また、例えばジクロロペンタジェン、■、４−へキサ ジエン、メチレンノルボルネンのような第三モノマーを付加的に含むエチレンプ ロピレンのポリマーである。

本発明のカーボンブラックの長所は、本発明のカーボンブラックを混練した天然 ゴム、合成ゴム、またはそれらのブレンドを含む配合物に、このカーボンブラッ クが改良されたハンドリングとコーナリングの性能、向上した耐磨耗性、及び改 良されたけん慣性を付与することである。

本発明のゴム配合物の長所は、このゴム配合物が高性能及びレース用のタイヤへ の使用に特に良好に適することである。

本発明のこの他の長所は、次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を製造するために使用できる一つの型式のフ ァーネスカーボンブラック反応器の一部分の横断面図である。

図２は、カーボンブラック試料の凝集体のストークス径に対する与えられた試料 におけるその相対的発生頻度の見本ヒストグラムである。

発明の詳細な説明 本発明のカーボンブラックは、１５５ｍ”７ｇより大きいＣＴＡＢ、好ましくは １６０〜２１０ｍ”７ｇ　；　１８０ｍｇ／ｇより大きいＩ２数、好ましくは１ ９０〜２６０ｍｇ／ｇ　；　１４５％より大きいＴｉｎｔ値、好ましくは１４５ 〜１７０％；１６０ｍ”７ｇより大きいＮ２５Ａ、好ましくは１９０〜２８０ｍ ”７ｇ　；　９０〜ｌ０５ｃｃ／１００ｇのＣＤＢＰ　；　１１５〜１４０ｃｃ ／１００ｇのＤＢＰ　：　２０〜３５ｃｃ／１００ｇのΔＤＢＰ（ΔＤＢＰ　＝ ＤＢＰ　−ＣＤＢＰ）　；　４０ｎｍ未満のΔＤ５０　、好ましくは２５〜３５ ｎｍ：４０〜６５ｎｍのＤｒｎｏｄｅ：０．５５〜０．６７のΔＤ５０／Ｄｍｏ ｄｅの比；及び１３７．０００（ｎｍ）　３未満のＡＳＴλ（凝集体容積、好ま しくは５０．０００〜１２０．０００（ｎｍ）　３；を存することによって特徴 づけられる。

本発明のカーボンブラックは、モジュール（ステージとも称される）ファーネス カーボンブラック反応器中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できる典型的なモジュールファ ーネスカーボンブラック反応器の断面を図１に示した。

この他の典型的なモジュールファーネスカーボンブラック反応器の詳細は、例え ば米国特許第３９２２３３５号に含まれた説明に見ることができ、この開示事項 はここで参照して含まれる。

図１に関して、本発明のカーボンブラックは燃焼ゾーン１０を有するファーネス カーボンブラック反応器２中で製造することができ、反応器は先細の径のゾーン １１、遷移ゾーン１２、反応ゾーン１８を有する。遷移ゾーン１２に最も近い反 応ゾーン１８の端部は、先太の径のゾーン１７を育する。燃焼ゾーン１０（先細 の径のゾーン１１が始まる箇所まで）の直径をＤ−１、ゾーン１２の直径をＤ− ２、ゾーン１７の最も狭い箇所の直径をＤ−３、ゾーン１８の直径をＤ−４と示 す。燃焼ゾーン１０（先細の径のゾーン１１が始まる箇所まで）の長さをＬ−１ 、先細の径のゾーン１１の長さをＬ−２、遷移ゾーン１２の長さをＬ−３、先太 の径のゾーン１７の長さをＬ−４と示す。

本発明のカーボンブラックを製造するために、液体または気体燃料と例えば空気 、酸素、空気と酸素の混合物等の適切な酸化体の流体とを反応させることによっ て、高温燃焼ガスを燃焼ゾーンｌＯ中で発生させる。燃焼ゾーン１０中で酸化体 と反応させ、高温の燃焼ガスを発生させるために使用するに適切な燃料には、例 えば天然ガス、水ｔ−酸化炭素、メタン、アセチレン、アルコール、ケロシンの ような容易に燃焼できる気体、蒸気、液体の流体の全てが含まれる。

ここで一般に、炭素含有成分、特には炭化水素の高い含有率を有する燃料を使用 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ために使用する空気 と天然ガスの比は、約１０：ｌ〜約２０＝ｌであることができる。高温燃焼ガス の発生を容易にするために、酸化体の流体を予熱することができる。

高温燃焼ガス流体はゾーン１０と１１からゾーン１２．１７、次いで１８へと下 流へ流れる。高温燃焼ガスの流れの方向を図中に矢印で示した。

カーボンブラックを生成する原料油３０は箇所３２（ゾーン１２に位置する）に て注入する。反応条件下で容易に揮発でき、カーボンブラックを生成する炭化水 素原料油としてここで使用するに適切なものは、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、ブチレンのようなすレフイン；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：ケロシン、ナフタレン、テ ルペン、エチレンタール、芳香族循環油等のような揮発した炭化水素；がある。

先細の径のゾーン１１の末端から箇所３２までの距離をＦ−１と示した。

ここに記載した各々の実施例において、カーボンブラックを生成する原料油３０ は高温燃焼ガス流体の内部領域の中に侵入する複数の噴流の形態で放射状に注入 し、原料油が迅速かつ完全に分解して本発明の新規なカーボンブラックに転化す るように、高温燃焼ガスとカ−ボンブラックを生成する原料油との高い速度の混 合と剪断を確保した。

カーボンブラックを生成する原料油と高温燃焼ガスの混合物は、ゾーン１２と１ ７を通り、ゾーン１８へ流下する。所望により、箇所４３に位置し急冷用の流体 ５１を注入する一次急冷４１を、熱分解を停止させることなく、カーボンブラッ クを生成する原料油と高温燃焼ガスの混合物を冷却するために使用することがで きる。

Ｑｌはゾーン１７の前端から急冷箇所４３までの距離であり、急冷の位置によっ て変えることができる。この所望による一次急冷４１は、ここでの実施例４に記 載したカーボンブラック製造実験において利用した。実施例４において急冷用の 流体は水であった。箇所４２に位置し、急冷用の流体５０（実施例１〜４は水） を注入する急冷４０は、本発明の新規なカーボンブラックが形成したときにカー ボンブラックを生成する原料油の熱分解を停止させるために利用する。熱分解を 停止させる急冷の位置を選択するために、箇所４２は従来技術で知られている任 意の方法で決定することができる。熱分解を停止させる急冷の位置を決定するた めの一つの方法は、本発明の新規なカーボンブラックに許容できるトルエン抽出 分が得られる箇所を測定することによる。トルエン抽出分はＡＳＴＭＴｅｓｔ　 Ｄ１６１８−８３　”Ｃａｒｂｏｎ　ＢｌａｃｋＥｘｔｒａｃｔａｂｌｅｓ　− ＴｏｌｕｅｎｅＤｉｓｃｏｌｏｒａｔｉｏｎ”を用いて測定することができる。

Ｑ２はゾーン１７の前端から急冷箇所４２までの距離であり、急冷の位置によっ 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を生成する原料油の混合物を急冷した後、冷却 されたガスは下流の任意な従来の冷却用及び分離用の手段を通り、それによって カーボンブラックが回収される。ガス流からのカーボンブラックの分離は集じん 器、サイクロンセパレータ、またはバッグフィルターのような従来の手段によっ て容易に達成される。この分離に続いて、例えば湿式ペレタイザーを用いてペレ ット化を行うことができる。

次の試験手順を、本発明のカーボンブラックの分析特性及び本発明のカーボンブ ラックを混練したゴム配合物の物理的特性の測定と評価に用いた。

カーボンブラックのＣＴＡＢはＡＳＴＭ試験法Ｄ３７６５−８５に従って測定し た。カーボンブラックのヨウ素吸着数（［２数）はＡＳＴＭＤ１５１０に従って 測定した。カーボンブラックのＴｉｎｔ強度（Ｔｉｎｔ）はＡＳＴＭ試験法Ｄ３ ２６５−８５ａに従って測定した。カーボンブラックの窒素表面積（ＮＡＳＡ） は前記のＡＳＴＭ　Ｄ３０３７−８８の手順に従って測定した。カーボンブラッ クのベレットのＣＤＢＰ　（圧潰後のジブチルフタレート）は前記のＡＳＴＭＤ ３４９３−８６の手順に従って測定した。カーボンブラックのペレットのＤＢＰ は前記のＡＳＴＭ　Ｄ２４１４の手順に従って測定した。カーボンブラックのＡ ＳＴＭ凝集容積は、乾燥カーボンブラック分散手順Ａに続いてＡＳＴＭ試験法０ ３８４９に従って測定した。

カーボンブラックのＤｍｏｄｅとΔ０５０は次のようにして測定した。

カーボンブラック試料の凝集体ストークス径に対する与えられた試料におけるそ の相対的な発生頻度のヒストグラムを作成する。図２に示したように、線（Ｂ） をヒストグラムのピーク（Ａ）からＹ軸に平行にヒストグラムのＹ軸の点（Ｃ） まで引く。得られた線（Ｂ）の中心点（Ｆ）を測定し、その中心点ＣＦ）を通り Ｙ軸に平行に線（Ｇ）を引く。

線（Ｇ）はヒストグラムの分布曲線とり、Ｅの二点で交差する。カーボンブラッ ク粒子の点りとＥにおける二つのストークス径の差の絶対値がΔ０５０である。

ヒストグラムを作成するために使用したデータは、ディスク型遠心機（例、Ｊｏ ｙｃｅ　Ｌｏｅｂ１社製作、ＴｙｎｅとＷｅａｒ、英国）を使用して測定した。

次の手順はＪｏｙｃｅ　Ｌｏｅｂｌディスク型遠心機の使用説明書のマニュアル （参考ファイルＤＣＦ　４．００８．１９８５年２月１日発行）に記載の手順の 改良であり、この教示はここで参考として含まれ、データの測定に使用した。

手順は次の通りである。１０ｍｇ　（ミリグラム）のカーボンブラック試料を秤 量皿に秤量し、次いで１０％の純粋エタノールと９０％の蒸留水に０．０５％の Ｎ０ＮＩＤＦＴ　Ｐ−４０界面活性剤（ＮＯＮｒＤＥＴ　Ｐ−４０はＳｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａ１社が製造販売する界面活性剤の登録商標である）を含む５０Ｃ Ｃの溶液に添加する。得られたサスペンションを５ｏｎｉｆｉｅｒ　Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ、　Ｗ３８５（Ｈｅａｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ社が製 造販売、Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ、ニューヨーク州）を用い、超音波エネルギー によって１５分間分散する。

ディスク型遠心機の試験の前に、次のデータをディスク型遠心機からのデータを 記録するコンピュータに人力した。

■、カーボンブラックの比重を１．８６ｇ／ｃｃとする。

２、水とエタノールの溶液中に分散したカーボンブラックの溶液３、回転流体の 容積をこの例では水の１０ｃｃとする。

４、回転流体の粘度をこの例では２３°Ｃにおける０、　９３３センチポイズと する。

５、回転流体の密度をこの例では２３℃における０、　９９７５ｇ／ｃｃとする 。

６、ディスクの速度をこの例では８０００ｒｐｍとする。

７、データの採取ｒ′！！Ｉ隔をこの例では１秒とする。

ディスク望遠心機は８０００ｒｐｍで操作し、その間にストロボスコープを作動 する。１Ｏｃｃの蒸留水を回転するディスクに回転流体として注入する。濁り度 合いをＯにセットし、１０％の純粋エタノールと９０％の蒸留水の溶液のｌｃｃ を緩衝液として注入する。次に、ディスク型遠心機の遮断ボタンと加速ボタンを 回転流体と緩衝液の間の滑らかな濃度勾配が得られるように操作し、勾配を肉眼 で監視する。二つの流体の闇に見分けられる境界がないように勾配が滑らかにな ったときに、エタノール水溶液に分散したカーボンブラックの０．５ｃｃを回転 するディスクに注入し、直ちにデータの収集を開始する。流れか発生したならば 実験を中断する。エタノール水溶液に分散したカーボンブラックの注入に続いて 、ディスクを２０分間回転する。２０分間の回転に続いて、ディスクを止め、回 転流体の温度を測定し、実験の開始時に測定した回転流体の温度と、実験の終了 時に測定した回転流体の温度との平均値を、ディスク型遠心機からのデータを記 録するコンピュータに入力する。データは標準的なストークスの式に従って解析 し、次の定義を用いて提示する。

カーボンブラックの凝集体：最も小さく分散できる単位の別々の強固なコロイド 状の独立体であり、広い範囲で合体した粒子からなる。

ストークス径ニストークスの式に従って、粘性のある媒体の中で遠心場または重 力場において沈降する球の直径。カーボンブラックの凝集体のような非球状の物 体も、滑らかで強固な同じ密度の球として挙動し、その物体の沈降速度として考 えるならば、ストークス径の値で表すことができる。通例の単位はナノメーター で表される。

Ｍｏｄｅ　（レポートの目的にはＤｍｏｄｅ）　ニストークス径の分布曲線のピ ーク位置（ここでの図２の点Ａ）におけるストークス径。

中央ストークス径（レポートの目的にはＤｓｔ）　：試料の５０重量％がこれよ り大きいか小さいかのストークス径の分布曲線上の点。従って測定の中央値を表 す。

ゴム配合物の磨耗データはＬａｍｂｏｕｒｎ型の試験機に基づく磨耗試験機を用 いて測定した。磨耗速度（ｃｆｆｌ／走行口）は７％、１３％、２１％の滑りに おいて測定した。滑りは試料のホイールと回転研磨盤の間の相対速度に基づく。

次の実施例において、磨耗指数はＶＵＬＣＡＮ　９カーボンブラツク（Ｃａｂｏ 　を社の商標登録製品、Ｗａｌｔｈａｍ、マサチューセッツ州）を含む基準配合 物の磨耗速度を、本発明の特定のカーボンブラックを用いて作成した配合物の、 同じ滑りにおける磨耗速度で割った比である。

ゴム配合物の弾性率、引張及び伸びは、前記のＡＳＴＭ　０４１２の手順によっ て測定した。

ゴム配合物のショアーＡ硬度は、前記のＡＳＴＭ　Ｄ−２２４０−８６の手順に 従って測定した。

リバウンドのデータは、全てのゴム試料についてＺＷＩＣＫ　ＲｅｂｏｕｎｄＲ ｅｓｉｌｉｅｎｃｅ試験機（Ｍ□ｄ６１５１Ｑ９　、　Ｚｗｉｃｋ　ｏｆ　Ａｍ ｅｒｉｃａ社製作、Ｐ、社製箱９９７　、Ｅａｓｔ　Ｗｉｎｄｓｏｒ、コネクテ ィカット州０６０８８）を使用して測定した。リバウンド値を測定するための取 扱説明書はこの装置に付属する。

ゴム配合物の動的機械特性は、データ処理用のＤｉｇｉｔａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅ ｎｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｍｉｎｅ−２３）ンピュータに連結したＩｎｓｔ ｒｏｍ　Ｍｏｄｅｌ　１３５０Ｓｅｒｖｏｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｓｙｔｅｍを使 用して、当業者によく知られた方法で測定した。各々のゴム配合物の試験片は、 各々のゴム配合物の４片を含むサンドイッチタイプの試験片からなり、各々の片 は３０ｍｍ　Ｘ　３０ｍｍ×厚さ６ｍｍの寸法を有した。測定した動的機械特性 は、複素弾性率（Ｇつ、弾性率（Ｇ゛）、損失弾性率（Ｇ”）、損失弾性率を弾 性率で割ったタンジェントデルタ（ｔａｎδ、ｔａｎδ＝Ｇ“／Ｇ′）であった 。カーボンブラックで補強したゴム配合物の粘弾性特性は、７０℃、１ヘルツに おいて、０．５％ＤＳＡと４０％ＤＳＡの二つの歪で測定した。

本発明の効果と長所を次の実施例によって更に説明する。

実施例１〜４ 図１に記したようなここで一般的に記述した反応器中で、表２に示した反応条件 と幾何学的配置を使用して、本発明の新規なカーボンブラックの４つの実施例を 調製した。各々の実施例の燃焼反応に使用した燃料は天然ガスとした。各々の実 施例に使用した液体原料油は、次の表１に示した特性を有した。

表１ 原料油の特性 実施例１〜３　実施例４ 水素／炭素の比　０．９４　０．９４ 水素（重量％）７．２８　７．２４ 炭素（重量％）　９２．２　９２．２ 硫黄（重量％）　０．５　０．４ Ａ、Ｐ、１．重力１５．６／１５．６℃　−２，３−１，６（６０）Ｆ　［ＡＳ ＴＭ　Ｄ−２８７］比重１５．５／１５．６℃　１．０９６　１．０８９（６０ ）Ｆ　［ＡＳＴＭ　Ｄ−２８７］粘度、５ＯＳ（５４，４℃’）　１０２．１　 ８４．３［ＡＳＴＭ　Ｄ−８８１ 粘度、５ＯＳ（９８，９℃）４０．６　４２．１［ＡＳＴＭ　Ｄ−８８］ ＢＭＣＩ（Ｖｉｓｃ−Ｇｒａｖ）　１４０　１３２反応条件と幾何学的配置を次 の表２に示す。

表２ 実施例１　実施例２　実施例３　実施例４Ｄ−１インチ　７．２５　７．２５　 ７．２５　７．２５Ｄ−２インチ　４．５　４．５　４．５　４．５Ｄ−３イン チ　６　６　６　６ Ｄ−４インチ　９　９　９　９ Ｌ−１インチ　２４　２４　２４　２４Ｌ−２インチ　１２　１２　１２　１２ Ｌ−３インチ　９　９　９　９ Ｌ−４インチ　１８　１８　１８　１８Ｆ−１インチ　４．５　４．５　４．５ 　４．５Ｑ８インチ　＄　＊　＊　１８ Ｑ２　インチ　３０　１０８　５４　１４４原料油注入　６　ｘ　Ｏ，０２５６ ｘ　Ｏ，０２５６ｘ　Ｏ，０２０６ｘ　ｏ、　０２０ノズル１ｌａ２２ゝ 原料油流量３２”　１２８　１４２　１１５　１０９ｌｌｈ 原料油圧力３２”　５５６　６７０　７５４　６８０ｓｉｇ 原料油予熱温度　３６２　３５５　３２４　３００３２”　Ｆ 燃焼空気ｋｓｃｆｈ　１０６　１０６　１０６　１０６燃焼空気予熱　１０４０ 　１０４０　１０３１　１０００温度Ｆ 表２（続き） 実施例１　実施例２　実施例３　実施例４天然ガスｋｓｃｆｈ　８．９４　８． ９０　９．７２　９．４空気／燃焼ガス　９．８５　９．８５　９．８５　９． ８の比 カリウム濃度　０　０　０　１．７５ Ｑ、の圧力ｐｓｉ　ネ　＊　＊　１５０Ｑ１の水流量ｇｐｈ　＊　＊　＊　８５ Ｑ２の圧力ｐｓｉ　１４５　１１９　１５０　１８５Ｑ１の温度Ｆ＊　＊　＊　 ２６４１ Ｑ２の温度Ｆ　１３５０　１３５０　１３５０　１３５０ノズルｌ）＝ノズル本 数×ノズルサイズ（インチ）、３２２１　＝図１の箇所３２、ｇｐｈ＝ガロン／ 時闇、ｐｓｉ＝ボンド／平方インチ、Ｆ＝華氏温度、ｋｓｃｆｈ＝Ｎ準立方フィ ー　１−　Ｘ１００Ｏ、カリウム濃度＝１００ガロンの原料油中のカリウムのｇ 値、＊＝−次急冷（Ｑｌ）を使用せず。

実施例１〜４で得られたカーボンブラックを、次いでここで記した手順に従って 分析した。湿式でペレット化し、乾燥した後に得られたカーボンブラックと、参 照用のカーボンブラックの分析特性を表３に示す。

表３ カーボンブラック 実施例　実施例　実施例　実施例　ＶＵＬＣＡＮ　９ＣＴＡＢ（ｍ”／ｇ）　１ ８２　１６２　１９６　２０５　１２２■、数（ｍｇ／ｇ）　１９８　２０６　 ２５０　２５７　１４２ＮｚＳＡ（ｍ”／ｇ）　２９７　１９７　２５５　２６ ９　１３０ＤＢＰ（ＣＣ／１００ｇ）　１２７　１３３　１２３　１２３　１１ ４ＣＤＢＰ（ｃｃ／１００ｇ）　１０２　１００　９９　９４　９４ΔＤＢＰ（ ｃｃ／１００ｇ）　２５　３３　２４　２９　１９Ｔｉｎｔ　（％）　１６１　 １５４　１６３　１５２　１２６凝集容積（ｎｍ）’　１０６７７２　１０６１ ２９　８２２５１　５６２２４　２５４００５Ｄｍｏｄｅ（ｎｍ）　５０　５８ 　５０　４４　８２ΔＤ５０（ｎｍ）　３０　３４　３２　２８　５８ΔＤ５０ ／Ｄｍｏｄｅ　Ｏ，６００，５９０，６４０，６４０，７１ＶＵＬＣＡＮ　９＝ ＶＵＬＣＡＮ　９カーポンブラツクテあり、ＶＵＬＣＡＮハＣａｂｏｔ社（Ｗａ ｌｔｈａｍ、マサチューセッツ州）が製造販売するカーボンブラ・ンクの登録商 標。

実施例５ この実施例は、本発明の新規なカーボンブラックのゴム配合物への使用を、ＶＵ ＬＣＡＮ　９カーボンブラツクを含むゴム配合物と比較して説明する。ゴム配合 物Ａは、実施例１で得た本発明のカーボンブラックを用いて作成した。ゴム配合 物Ｂは、実施例２で得た本発明のカーボンブラックを用いて作成した。

ゴム配合物Ｃは、実施例３で得た本発明のカーボンブラックを用いて作成した。

ゴム配合物りは、実施例４で得た本発明のカーボンブラックを用いて作成した。

ゴム配合物Ｅは、ＶＵＬＣＡＮ　９カーボンブラツクを用いて作成した。ゴム配 合物ＡＳＢ、Ｃ，Ｄ、Ｅは表４に示したゴム配合処方に従って各々のカーボンブ ラックの試料を混練して調製した。

表４ 合成ゴム配合処方 成分　重量部 ＳＢＲ１７１２８９，３８ ＣｒＳ−１，４ＳＲ３５，００ カーボンブラツク　６５．００ オイル（Ｓｕｎｄｅｘ　７９０）　１０．６２酸化亜鉛　３．００ 耐光性改良安定剤　２．５０ Ｗｉｎｇｓｔａｙ　１００　２．００ ステアリン酸　２．０Ｏ Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾ　１．５０チアゾールスルフエンアミド ２−メルカプトベンゾチアゾール　０．２０　−硫黄　ｌ、７５ ＳＢＲ１７１２＝オイルで増量した２３．５％のスチレンと７６．５％のブタジ ェンのスチレン−ブタジェンコポリマー、Ｃ［Ｓ−１，４ＢＲ＝ポリブタジェン ゴム、５ｕｎｄｅｘ　７９０＝ＡＳＴＭ　Ｄ２２２６、Ｔｙｐｅ１０１オイル、 耐光性改良安定剤＝安定剤、 Ｗｉｎｇｓｔａｙ　１００＝混成のジアリル　ｐ−フェニレンジアミン。

次に、これらのゴム配合物の静的特性をここで記載のＡＳＴＭの手順に従って評 価した。結果を表５に示した。

表５ ゴム配合物　弾性率（ｐｓｉ）　引張　伸び１　ショアーＡ３００％伸び　（ｐ ｓｉ）　（％）　硬度Ａ　１２６３　３０９０　５７０　６４Ｂ　１１０６　３ １６８　６２６　５５Ｃ１０８７３３３２６６２５９ Ｄ　１０９１　３１０９　５９５　６６Ｅ　１０６３　２９９４　６２７　５９ 伸び１＝破断時の伸び、ｐｓｉ＝ポンド／平方インチ。

これらの結果は、本発明のカーボンブラックを用いて作成したゴム配合物Ａ、Ｂ 、ＣＳＤの静的特性は、参照用のカーボンブラックを用いて作成したゴム配合物 Ｅのそれと同等であることを示す。

また、各々のゴム配合物の磨耗指数をここで記したようにして測定した。結果を 表６に示した。

表６ ゴム配合物　７％滑り　１３％滑り　２１％滑りＡ　１１８．５　１１２．１　 １１２．８８　１２７．８　１１８．８　１０８．１ＣＩ２２．０　１０６．６ 　１０４．６Ｄ　Ｉ２２．０　１０６．３　８８．７Ｅ　１００　１００　１０ ０ 磨耗指数データは、本発明のカーボンブラックを含むゴム配合物Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ の静的特性が、２１％滑りの水準の配合物りを除き（この説明を有さない）、基 準カーボンブラックを混練したゴム配合物Ｅと比較して改良された耐磨耗性を呈 することを示す。

また、ここで記したように、１ヘルツの７０°Ｃにおいてゴム配合物の動的機械 特性を評価し、結果を表７に示した。

表７ １ヘルツの７０°Ｃにおける動的機械特性Ｇ”（ＭＰａ）　Ｇ”（ＭＰａ）　ｔ ａｎδ　ｔａｎδ　ΔＧ”　（ＭＰａ）０．５％ＤＳＡ　４０％ＤＳＡ　４０％ ＤＳＡ　ＭＡＸＡ　６．３５　１．７０　０．１９０　０．２２１　４．６５Ｂ 　６．０２　１．６７　０．１８５　０．２３１　４．３５Ｃ５，６４１，２４ ０，２２３０，２７１４，４０Ｄ　？、４８　０．８４　０．１９８　０．２４ ２　６．６４Ｅ　４．２１　１．２９　０．１５１　０．２０２　２．９４ΔＧ ”　＝　Ｇ”　（０，５％ＤＳＡ）−Ｇ”　（４０％ＤＳＡ）動的複素弾性率Ｇ ６は、ゴムタイヤトレッド配合物のコーナリングとハンドリングの剛さを表す。

コーナリングとハンドリングの高い剛さは、高性能及びレース用タイヤトレッド に重要である。

上記の結果は、本発明のカーボンブラックを含むゴム配合物Ａ、ＢＳＣ，ＤのＧ ｏが、種々の歪水準において、基準カーボンブラックを含むゴム配合物Ｅのそれ よりも高いことを示す。従って、ゴム配合物Ａ、ＢＳＣ，Ｄは、ゴム配合物Ｅに 比較して、改良されたコーナリングとハンドリング剛さを一般的に実証する。

高いけん引性は、高性能及びレース用タイヤのためのもう一つの極めて重要なパ ラメーターである。高いヒステリシスは高いけん引性を付与するために必要であ る。表７に示したように、配合物Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄのｔａｎδ値は配合物Ｅのｊａ ｎδ値よりもかなり高い。また、配合物Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄは、配合物Ｅよりもかな り高いΔＧ９を示す。高いΔＧ１値は高いけん引性を得るために有益である。こ れらの全ての結果は、本発明のカーボンブラックが、従来のカーボンブラックと 比較して、混練されたゴム配合物にかなりの改良を付与することを示す。

ここで記述した本発明の形態は単なる例示であり、本発明の範囲を制限するもの ではないことを明確に理解すべきである。

べ 国際調査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ブラナン、ジョン　エム０．ジュニアアメリカ合衆国、テキサ ス　７９１０９．アマリ町オザーク　ティーアール、　３８１５（７２）発明者 　ティラー、ロスコー　ダブリュ。

アメリカ合衆国、テキサス　７９０６５．パンパ、コロナト　ドライブ　１４０ ６ （７２）発明者　パンチロリ、シーツ イタリア国、アイ−４８１００ラベナ、ビアサン　ガエタニオ、１１２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１５５ｍ２／ｇより大きいＣＴＡＢ、１８０ｍｇ／ｇより大きいＩ２数、１ ６０ｍ２／ｇより大きいＮ２ＳＡ、１４５％より大きいＴｉｎｔ値、９０〜１０ ５ｃｃ／１００ｇのＣＤＢＰ、１１５〜１４０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ、２０〜 ３５ｃｃ／１００ｇのΔＤＢＰ（ΔＤＢＰ＝ＤＢＰ−ＣＤＢＰ）、４０ｎｍ未満 のΔＤ５０、４０〜６５ｎｍのＤｍｏｄｅ、０．５５〜０．６７のΔＤ５０／Ｄ ｍｏｄｅの比、及び１３７，０００（ｎｍ）３未満のＡＳＴＭ凝集容積を有する カーボンブラック。 ２．ＣＴＡＢが１６０〜２１０ｍ２／ｇであり、Ｉ２数が１９０〜２６０ｍｇ／ ｇであり、Ｎ２ＳＡが１９０〜２８０ｍ２／ｇであり、Ｔｉｎｔ値が１４５〜１ ７０％であり、ΔＤ５０が２５〜３５ｎｍであり、及びＡＳＴＭ凝集容積が５０ ，０００〜１２０，０００（ｎｍ）３である請求の範囲第１項に記載のカーボン ブラック。 ３．Ｔｉｎｔ値が１５０％より大きく、ＣＤＢＰが９５〜１０５ｃｃ／１００ｇ であり、Ｄｍｏｄｅが４５〜６５ｎｍであり、及びΔＤ５０／Ｄｍｏｄｅの比が ０．５７〜０．６５である請求の範囲第１項に記載のカーボンブラック。 ４．ＣＴＡＢが１６０〜２００ｍ２／ｇであり、Ｉ２数が１９０〜２６０ｍｇ／ ｇであり、Ｔｉｎｔ値が１５０〜１７０％であり、ΔＤ５０が２５〜３５ｎｍで あり、及びＡＳＴＭ凝集容積が７０，０００〜１２０，０００（ｎｍ）３である 請求の範囲第３項に記載のカーボンブラック。 ５．ＣＴＡＢが１８２ｍ２／ｇであり、Ｉ２数が１９８ｍｇ／ｇであり、Ｔｉｎ ｔ値が１６１％であり、ΔＤ５０が３０ｎｍであり、及びＡＳＴＭ凝集容積が１ ０６，７２２（ｎｍ）３である請求の範囲第１項に記載のカーボンブラック。 ６．ＣＴＡＢが１６２ｍ２／ｇであり、Ｉ２数が２０６ｍｇ／ｇであり、Ｔｉｎ ｔ値が１５４％であり、ΔＤ５０が３４ｎｍであり、及びＡＳＴＭ凝集容積が１ ０６，１２９（ｎｍ）３である請求の範囲第１項に記載のカーボンブラック。 ７．ＣＴＡＢが１９６ｍ２／ｇであり、Ｉ２数が２５０ｍｇ／ｇであり、Ｔｉｎ ｔ値が１６３％であり、ΔＤ５０が３２ｎｍであり、及びＡＳＴＭ凝集容積が８ ２，２５１（ｎｍ）３である請求の範囲第１項に記載のカーボンブラック。 ８．ＣＴＡＢが２０５ｍ２／ｇであり、Ｉ２数が２５７ｍｇ／ｇであり、Ｔｉｎ ｔ値が１５２％であり、ΔＤ５０が２８ｎｍであり、及びＡＳＴＭ凝集容積が５ ６，２２４（ｎｍ）３である請求の範囲第１項に記載のカーボンブラック。 ９．１００重量部のゴム及び、１５５ｍ２／ｇより大きいＣＴＡＢ、１８０ｍｇ ／ｇより大きいＩ２数、１６０ｍ２／ｇより大きいＮ２ＳＡ、１４５％より大き いＴｉｎｔ値、９０〜１０５ｃｃ／１００ｇのＣＤＢＰ、１１５〜１４０ｃｃ／ １００ｇのＤＢＰ、２０〜３５ｃｃ／１００ｇのΔＤＢＰ（ΔＤＢＰ＝ＤＢＰ− ＣＤＢＰ）、４０ｎｍ未満のΔＤ５０、４０〜６５ｎｍのＤｍｏｄｅ、０．５５ 〜０．６７のΔＤ５０／Ｄｍｏｄｅの比、及び１３７．０００（ｎｍ）３未満の ＡＳＴＭ凝集容積を有するカーボンブラックの約１０〜約２５０重量部を含んで なるゴム配合物。 １０．カーボンブラックのＣＴＡＢが１６０〜２１０ｍ２／ｇであり、カーボン ブラックのＩ２数が１９０〜２６０ｍｇ／ｇであり、カーボンブラックのＴｉｎ ｔ値が１４５〜１７０％であり、カーボンブラックのΔＤ５０が２５〜３５ｎｍ であり、及びカーボンブラックのＡＳＴＭ凝集容積が５０．０００〜１２０．０ ００（ｎｍ）３である請求の範囲第９項に記載のゴム配合物。