JPH0741694A - ファーネスカーボンブラック - Google Patents
ファーネスカーボンブラックInfo
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- JPH0741694A JPH0741694A JP20454493A JP20454493A JPH0741694A JP H0741694 A JPH0741694 A JP H0741694A JP 20454493 A JP20454493 A JP 20454493A JP 20454493 A JP20454493 A JP 20454493A JP H0741694 A JPH0741694 A JP H0741694A
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Abstract
く付与することができるタイヤトレッド用として好適な
ファーネスカーボンブラックを提供する。 【構成】 窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜120m2/
g、圧縮DBP吸油量(24M4 DBP)が95〜125ml/
100g の範囲にあり、かつ熱処理または黒鉛化処理等の
二次処理を施すことなしに水分吸着量が下記の(1)式
の関係を満たすファーネスカーボンブラック。 Wm×104 ≦N2 SA2 +75N2 SA…(1) 但し、Wmはグリセリン50%水溶液の温度20℃かつ
相対湿度80%雰囲気中で3日間放置した後におけるカ
ーボンブラックの水分吸着量(重量%)を示すものとす
る。
Description
と高反発弾性を同時にバランスよく付与することができ
るタイヤトレッド用として好適なファーネスカーボンブ
ラックに関する。
て高耐摩耗性と高反発弾性の同時付与が最重要課題の一
つとされている。一般に、このゴム性能を配合するカー
ボンブラックの面から付与するには、耐摩耗性に関して
は、粒子径を小さくする(比表面積を大きくする)、ス
トラクチャーを大きくする、ゴム成分に対する配合量を
増すことが有効であり、その逆に高反発弾性のために
は、粒子径を大きくする(比表面積を小さくする)、ス
トラクチャーを小さくする、配合量を減少させることが
有効である。しかし、このような背反関係にあるカーボ
ンブラックの基本的特性を単純に組み合わせて配合ゴム
に高い耐摩耗性ならびに反発弾性の同時付与を期待する
ことは不可能である。
ー等の基本的特性に加えて、凝集体の分布巾、真比重、
凝集体の空隙容積あるいは粒間空隙径など新たな評価手
段によるカーボンブラックの特性側面を捕らえ、それら
の選択的特性を一定範囲に制御して前記ゴム性能を付与
する研究開発が盛んにおこなわれている。本出願人もこ
の関係の研究を系統的に継続しており、これまで既に下
記の開発提案をおこなっている。 (1) 窒素吸着比表面積(N2SA)が60m2/g以上、圧縮DB
P吸油量112ml/100g以上で、凝集体モード径および
同分布を一定値以上としたカーボンブラック(特公平1
−53978 号公報) 。 (2) 窒素吸着比表面積(N2SA)が75〜105m2/g、圧縮
DBP吸油量110ml/1/100g 以上で、一定比表面積当
たりの真比重を公知のカーボンブラックのそれよりも小
さい範囲に設定し、かつ凝集体空隙直径を大きく設定す
るとともに凝集体モード径当たりの分布巾を一定値以上
としたカーボンブラック(特開平1−201367号公報) 。 (3) 窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜160m2/g、DB
P吸油量90〜150ml/100g で、一定DBP吸油量当
たりの凝集体空隙容積Vp(ml/g)が公知のカーボンブラ
ックよりも大きい範囲に設定したカーボンブラック(特
開平2−32136 号公報) 。 (4) 窒素吸着比表面積(N2SA)が58〜139m2/g、DB
P吸油量90〜150ml/100g で、一定比表面積当たり
の凝集体粒間空隙径Dp(nm)が公知のカーボンブラック
よりも大きい範囲に設定したカーボンブラックを一定範
囲の割合で配合したゴム組成物(特開平3−50249 号公
報) 。
低燃費化指向の趨勢からタイヤ等のゴムに対する品質要
求はますます厳しくなっており、従来技術レベルの品質
ではその要求特性を十分に達成できなくなってきてい
る。
立ち、従来の形態的な物理特性だけでなくゴムポリマー
とカーボンブラックの表面相互作用を中心に配合ゴムの
耐摩耗性および反発弾性とカーボンブラックの相関性に
ついて鋭意研究を重ねたところ、窒素比表面積と圧縮D
BP吸油量が基準範囲にあるカーボンブラックにおい
て、表面相互作用性の間接的要因と考えられる一定条件
下の水分吸着量が窒素比表面積の関数で示される一定水
準以下にある場合には、配合ゴムに対し高度の耐摩耗性
と反発弾性を併有させることが可能であることを確認し
た。
もので、その目的は、配合ゴムに高水準の耐摩耗性なら
びに反発弾性を同時にバランスよく付与させることがで
きる特にタイヤトレッドゴム用として好適なファーネス
カーボンブラックを提供することにある。
めの本発明によるファーネスカーボンブラックは、窒素
吸着比表面積(N2SA)が60〜120m2/g、圧縮DBP吸
油量(24M4 DBP)が95〜125ml/100g の範囲にあ
り、かつ熱処理または黒鉛化処理等の二次処理を施すこ
となしに水分吸着量が下記(1)式の関係を満たすこと
を構成上の特徴とするものである。 Wm×104 ≦N2 SA2 +75N2 SA…(1) 但し、Wmはグリセリン50%水溶液の温度20℃かつ
相対湿度80%雰囲気中で3日間放置した後におけるカ
ーボンブラックの水分吸着量(重量%)を示すものとす
る。
は、以下の測定方法によって得られた値が用いられる。 窒素吸着比表面積(N2SA);ASTM D3037−88
“Standard Test Method for Carbon Black-Surface Ar
ea by Nitrogen Absorption " MethodBによる。この方
法によるIRB #6のN2 SA測定値は、76m2/gであ
る。 圧縮DBP吸油量(24M4DBP);ASTM D349
3−91“Standard Test Method for Carbon Black −
n-Dibutyl Phthalate Absorption Number of Compresse
d Sample”による。この方法によるIRB #6の圧縮D
BP吸油量は、87ml/100g である。 水分吸着量(Wm);JIS K6221−82「ゴム
用カーボンブラックの試験方法」6・2・1項A法に従
って乾燥し、精秤採取したカーボンブラック試料10g
を相対湿度80%のデシケーター中で三日間放置後の吸
湿量を測定する。
項目のうち、窒素吸着比表面積(N2SA)60〜120m2/g
および圧縮DBP吸油量(24M4 DBP) 95〜125ml
/100g の範囲は、高反発弾性と高耐摩耗性を両立付与す
るための前提条件となるものである。窒素吸着比表面積
(N2SA)が60m2/g未満では高度の耐摩耗性が付与され
ず、120m2/gを越えると高度の反発弾性が得られなく
なる。また、圧縮DBP吸油量が95ml/100g を下廻る
と耐摩耗性が減退し、125ml/100g を越えると配合ゴ
ムの粘度が増加し、加工性が著しく低下する。
の前提条件に加えて熱処理または黒鉛化処理等の二次処
理を施さないカーボンブラックの水分吸着量が上記
(1)式の関係を満たす選択的特性を備えることが必須
要件となる。すなわち、Wm×104 値が〔N2 SA2
+75N2 SA〕値を上廻ると、耐摩耗性および反発弾
性のいずれか一方が不十分な改良度合となり、要求ゴム
特性を達成することができなくなる。
バーナーおよび原料油噴射ノズルを備える燃焼室とこれ
に連続する熱分解導管とから構成された発生部を二系列
設け、両発生部の熱分解導管を円筒状の主反応ゾーンに
収斂会合したY字型構造のオイルファーネス炉を用い、
別系列で発生したカーボンブラック中間生成ガス流を主
反応ゾーンに同時に高速導入して相互衝突させる方法
(特開昭59−49267 号公報)によって製造される。この
際、各発生系列の条件および生成カーボンブラック流の
炉内滞留時間を制御することによって本発明の特性を備
えるカーボンブラックを得ることができる。
準の耐摩耗性ならびに反発弾性をバランスよく同時付与
することができるゴム成分としては、スチレンブタジエ
ンゴム、ポリブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロ
プレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、エチ
レン−プロピレンゴムその他カーボンブラックにより補
強可能な常用の各種合成ゴム、混合ゴムなどを挙げるこ
とができる。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分1
00重量部に対し35〜150重量部の割合に設定し、
加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、加硫助剤、軟化剤、
可塑剤等の必要成分と共に混練してゴム組成物を得る。
吸着比表面積との相関が強く、窒素吸着比表面積が大き
いほど水分吸着量が多くなる傾向を示すことが知られて
いる。一定窒素吸着比表面積当たりの水分吸着量が少な
いカーボンブラックは、例えば熱処理や黒鉛化処理等の
二次処理を施すことによって得ることができる。この場
合には、不活性雰囲気下での熱処理で表面官能基が離脱
するため、表面活性の低い状態(究極的には黒鉛の表面
状態)となり、その結果として水分吸着量が少なくなる
ものと推測される。しかし、これら二次処理をおこなっ
たカーボンブラックはゴム成分に対する補強性を著しく
減退させる。
となく水分吸着量が少ない本発明のファーネスカーボン
ブラックは、従来のカーボンブラックに比べて水分吸着
に関与する表面官能基(親水性)が相対的に少ないと考
えることができる。しかしながら、全表面官能基(疎水
性表面官能基を含む)の量が同様に少ないかどうかは明
確でない。一般にゴムポリマーとカーボンブラックとの
表面相互作用性はポリマー種によって相当の影響を受け
るが、本発明のカーボンブラックは種々のポリマーに対
して従来の改良カーボンブラックと比べて少なくとも同
等以上、あるいはかなり優位な改良度合を発揮する。
ブラックは、ポリマー分子との表面相互作用に有効な官
能基(疎水性官能基の何れか)が多いか、もしくはポリ
マー分子との表面相互作用に有益ではない表面官能基
(親水性官能基の何れか)が少なく、この特異な表面性
状が窒素吸着比表面積および圧縮DBP吸油量による効
能と相俟って配合ゴムに優れた耐摩耗性ならびに反発弾
性の両面に好影響を及ぼし、両特性を同時にバランスよ
く付与する作用を発現することに基づくものと推測され
る。
細に説明する。
噴射ノズルを装着した内径400mm、長さ800mm (う
ち円錐部分200mm)の燃焼室および内径80mm、長さ70
0mmの熱分解導管を備える第一発生部と、同様に燃焼バ
ーナーと原料油噴射ノズルを装着した内径650mm、長
さ800mm (うち円錐部分200mm)の燃焼室および内径1
10mm、長さ1000mmの熱分解導管を備える第二発生
部からなる二系列の発生部を、内径300mm、長さ40
00mmの後段広径部位および内径135mm、長さ850
mmの前段広径部位に連設して主反応ゾーンを形成し、該
主反応ゾーンの全面に交角60°で収斂結合させたY字
型構造のオイルファーネス炉を設置した。この反応炉を
用い、発生条件を適宜に調整することにより本発明のフ
ァーネスカーボンブラックを試作した(実施例1〜
6)。原料油としては、比重1.073、粘度( エング
ラー40/20 ℃) 2.10、トルエン不溶分0.03%、
相関係数(BMCI) 140、初期沸点103℃の芳香族炭
化水素油を、また燃料油には、比重(15/4 ℃) 0.90
3、粘度(Cst/50 ℃) 16.1、残炭分5.4%、硫黄
分1.8%、引火点96℃の炭化水素油を用いた。
ネスカーボンブラックの特性を示した。なお、表3には
比較例として用いた本発明の選択的特性要件を外れる従
来品種のカーボンブラックの特性を表示した。
着量、DBP:DBP吸油量、Tint:比着色力 (対
比試料IRB#3)〔以下、同じ〕。
いて表4に示す配合割合で天然ゴム(RSS#1) と配合し、
配合物を145℃の温度で40分加硫処理してゴム組成
物を作製した。
性を測定し、その結果を表5(実施例)および表6(比
較例)に示した。なお、各測定試験のうち損失係数およ
び摩耗量の測定は下記の方法でおこない、その他は全て
JIS K6301「加硫ゴム物理試験法」によった。
ectrometer〔(株)岩本製作所製〕を用い、次の条件で
測定した。なお、表5、6の数値は比較例1を100と
した場合の指数であり、指数値が小さいほど低い発熱性
であることを示す。 試験片:厚さ2mm、長さ35mm、幅5mm 周波数:50Hz 温 度:60℃ 動的歪率:1.2% ランボーン摩耗量(LA);ランボーン摩耗試験機(機
械式スリップ機構)を用い、次の条件で測定した。な
お、表5、6の耐摩耗量は比較例1を100とした場合
の指数であり、指数値が大きいほど高い耐摩耗性を示
す。 試験片:厚さ10mm、外径44mm エメリーホイール:GCタイプ、粒度 #80、硬度H 添加カーボランダム粉:粒度 #80、添加量 9g/min. エメリーホイール面と試験片の相対スリップ率:24
%、60% 試験片回転数:535rpm 試験荷重:4kg
明の選択的要件を満たすカーボンブラックを配合した実
施例1〜6のゴム組成物は、窒素吸着比表面積(N2SA)お
よび圧縮DBP吸油量(24M4 DBP)が同一水準にある
比較例のゴム組成物に比べて反発弾性、耐摩耗性が共に
高くなっており、これら両特性が高水準で同時にバラン
スよく付与されていることが認められた。
に対して高度の耐摩耗性ならびに反発弾性を同時にバラ
ンスよく兼備し得るファーネスカーボンブラックが提供
することができる。したがって、特に苛酷な条件下で使
用される自動車のタイヤトレッドゴムに対する補強用カ
ーボンブラックとして極めて有用である。
Claims (1)
- 【請求項1】 窒素吸着比表面積(N2SA)が60〜120
m2/g、圧縮DBP吸油量(24M4 DBP)が95〜125
ml/100g の範囲にあり、かつ熱処理または黒鉛化処理等
の二次処理を施すことなしに水分吸着量が下記(1)式
の関係を満たすことを特徴とするファーネスカーボンブ
ラック。 Wm×104 ≦N2 SA2 +75N2 SA…(1) 但し、Wmはグリセリン50%水溶液の温度20℃かつ
相対湿度80%雰囲気中で3日間放置した後におけるカ
ーボンブラックの水分吸着量(重量%)を示すものとす
る。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20454493A JP2832506B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | ファーネスカーボンブラック |
KR1019940013349A KR0128019B1 (ko) | 1993-07-26 | 1994-06-14 | 개량의 퍼니스 카번블랙 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20454493A JP2832506B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | ファーネスカーボンブラック |
Publications (2)
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JPH0741694A true JPH0741694A (ja) | 1995-02-10 |
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Family
ID=16492278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20454493A Expired - Lifetime JP2832506B2 (ja) | 1993-07-26 | 1993-07-26 | ファーネスカーボンブラック |
Country Status (2)
Country | Link |
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KR (1) | KR0128019B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001181534A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-03 | Asahi Carbon Kk | タイヤトレッド配合用カーボンブラック |
JP2010509432A (ja) * | 2006-11-13 | 2010-03-25 | ソシエテ ドゥ テクノロジー 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 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100490084B1 (ko) | 2002-09-12 | 2005-05-17 | 삼성전자주식회사 | 효율적인 리던던시 구제율을 갖는 반도체 메모리 장치 |
-
1993
- 1993-07-26 JP JP20454493A patent/JP2832506B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-06-14 KR KR1019940013349A patent/KR0128019B1/ko not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001181534A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-03 | Asahi Carbon Kk | タイヤトレッド配合用カーボンブラック |
JP2010509432A (ja) * | 2006-11-13 | 2010-03-25 | ソシエテ ドゥ テクノロジー 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 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2832506B2 (ja) | 1998-12-09 |
KR950003400A (ko) | 1995-02-16 |
KR0128019B1 (ko) | 1998-04-01 |
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