JPH07500631A - 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】 カーボンブラック 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（１２ＮＯ，）、ジブチルフタレート吸収量（ＤＢＰ）　、Ｔｉ ｎｔ値（ＴＩＮＴ）　、Ｄｓ　ｔ、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＝Ｄ　ｓ　 ｔ　＋Ｄｍｏ　ｄ　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 ４３６６１３９号、同４２２１７７２号、同３７９９７８８号、同３７８７５６ ２号、ソ連特許第１２７９９９１号、カナダ特許第４５５５０４号、特開昭６１ −０４７７５９号、開明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のミリグラム）と１１５〜１５０ｃｃ／１ ００ｇ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ｌＯ〜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／ｌｏｎｇ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ＤＢＰ１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２８〜４ａｍｇ／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、２８〜１ ５０ｃｃ／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ｔ、２８〜 ６０ｃｃ／ｌｏｏｇ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〜ｓｏｍｇ／ｇのヨウ素吸着量、６１〜 Ｉ　０５ｃｃ／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（７）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６３〜７ｏｍｇ／ｇのヨウ素吸着量、６１〜 １０５ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ５１．２５〜２．００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 ック生成用原料を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 た一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ｌＯ〜約７０重量％の スチレンと約９０〜約３０重量％のブタジェンのコポリマー、例えば１９部のス チレンと８１部のブタジェンのコポリマー、３０部のスチレンと７０部のブタジ ェンのコポリマー、４３部のスチレンと５７部のブタジェンのコポリマー、５０ 部のスチレンと５０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ェン、１．４−へキサジエン、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成るタイプのフ 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。

表　１ 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式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０７／８１８９４３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Ｓ ＳＩは次の関係からめることがｌ　ＳＡＳ、、ｌ　＝ＳＡＳｆｆｉ、の絶対値Δ （ＤＢＰ）、、＝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）　ｍｌ−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）、ｈ−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）　ｉｈ−池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ＩＯ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−］、先細径のゾーンの長さをＬ−２、遷移ゾ ーンの長さをＬ−３、リアクター人口部１８のステップの長さをＬ−４、■、− 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て発生する。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、−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、エチレンクール、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まての長さを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。ここて、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、カーボンブラン 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骨に達する位置と して決める。トルエン抽出骨はＡ３７Ｍ試験法０１６１８−８３　”Ｃａｒｂｏ ｎ　Ｂｌａｃｋ　Ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅｓ−Ｔｏｌｕｅｎｅ　Ｄｉｓｃｏｌｏ ｒａｔｉｏｎ”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まての長さであり、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−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 式造粒器を用いてベ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（Ｉ　２　Ｎ　ｏ、）はＡＳＴＭ試験法Ｄ１５ １０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Ａ、ＳＴＭ試験法Ｄ３２９　：３−８６に示された方法にしたがっ て測定した。カーボンブラ・ツ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ＤｍｏｄｅＳＤｓ　ｔ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 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　Ｌｏ ｅｂ１社（Ｔｙｎｅ　ａｎｄ　Ｗｅａｒ、　ＵｎｉｔｅｄＫｉｎｇｄｏｍ）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　Ｌｏｅｂ１社 のディスク型遠心分離器の操作マニュアル（参照番号ＤＣＦ　４．００８．１９ ８５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ｌＯｍｇ（ミリグラム）を 秤量皿に秤取り、無水エタノール１０％、０．　５％のＮ０ＮＩＤＥＴ　Ｐ−４ ０界面活性剤を含む蒸留水９０％の溶液５０ｃｃを加える（ＮＯＮＩＤＥＴ　Ｐ −４０は５ｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍｉｃａ１社が製造販売する界面活性剤の商標）。

得られたサスペンションを超音波発振器（例、ＳｏｎｉｆｉｅｒＭｏｄｅｌ　Ｎ ｏ、　Ｖｉ　３８５．　Ｈｅａｔ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓｓ 社の製造販売、Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ、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１．０　ｃ　ｃの水、４、回転流体の粘度、この 場合２３°Ｃにて０．９３３センチボイズ、 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て操作 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Ｏ 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。次いて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二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。

ストークス径ニ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 し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）ニ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。

メンアンストークス径（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　０２２４０−８６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　Ｒｅ５ｉｌｉ ｅｎｃｅ試験機Ｍｏｄｅｌ　５１９０（Ｚｗｉｃｋ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ社製 、Ｐｏ５ｔ　０ｆｆｉｃｅ　Ｂｏｘ　９９７゜Ｅａｓｔ　Ｗｉｎｄｓｏｒ、　Ｃ ｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ　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＝ｏ、０７８７ミリメードルのダ イを用い、１００℃に保ったＭｏｎ５ａｎｔｏ　ＭＰＴ細管レオメータ−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１０〜１５ ０７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めた（後記）。

ＥＰＭＤ組成物の硬化特性は１６０℃に維持したＭｏｎ５ａｎｔｏ　ＭＤＲ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Ｄ’　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’　９Ｏ−ｔｓｌ）Ｘ１００）をめた。

ここで、ｔｓｔはトルり値が最小トルクよりも１単位大きいときの時間である（ ｔｓｌはスコーチ時間とも称される）。これらの試験はＭｏｎ５ａｎｔｏ　ＭＤ Ｒ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インチのブラッ グサンプルで測定した。ブ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 間二一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 　ｔこ。

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りアク タ−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。

表　２ リアクターの反応条件と形状寸法を次の表３に示す。

次いて実験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。

表　４．カーボンブラックの分析特性 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。

表　５．対照標準カーボンブラックの分析特性ＧＰＦ＝ｇｅｎｅｒａｌ　ｐｕｒ ｐｏｓｅ　ｆｕｒｎａｃｅＦＥＦ＝ｆａｓｔ　ｅｒｆｒｕｄｉｎｇ　ｆｕｒｎａ ｃｅＴｈｅｒｍａｌ＝ｅａｒｂｏｎ　ｂｌａｃｋ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｂｙ　ａ 　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓＳＲＦ＝ｓｅｍｉ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｆｕｒｎａｃｅ」 実験例１〜８で製造した本発明のカニボンブラックを混和してＥＰ　ＤＭ（ｅｔ ｈｙｌｅｎｅ−ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　ｄｉｅｎｅ　ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ）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。

表　６．［！ＰＤＭ組成物の処方 ｌ！ＰＤＭ　：　ＥＸＸＯＮ　ＶＩＳＴＡＬＯＮ（商標）５６００．　ＥＸＸＯ Ｎ社で製造販売（Ｈｕｓｆ：ｏｎ、　Ｔｅｘａｓ） Ｓｕｎｐａｒ　２２８０　：　Ｓｕｎ　Ｏｉ１社で製造販売のオイルの商品名’ ｒＭＴＤ　：　Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｔ旧ｕｒａｍ　ｄｉｓｕｌｆｉｄｅＢｕ ｔｙｌ　Ｚｉｎ＋ａｊｅ　：　Ｒ，Ｔ、　Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ社で製造販売の 亜鉛ジブチルジチオカルバメートの商品名 Ｍｅｔｈｙｌ　Ｚｉｍａｔｅ：　Ｒ，Ｔ、　Ｖａｎｄｅｒｂ目を社で製造販売の 亜鉛ジメチルジチオカルバメートの商品名 ５ｕｌｒａｓａｎ　Ｒ：　Ｍｏｎ５ａｎｔｏ社（Ｓｔ、　Ｌｏｕｉｓ、　Ｍｉｓ ｓｏｕｒｉ）で製造販売の４．４゛−ジチオジモルフォリンの商品名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。５ｕｎｐａｒ　２２８０オイル、酸化亜鉛、ステアリン酸をＥＰ ＤＭに加え、さらに約２分間混合した。カーボンブラ・ツクを混合物に加え、混 合チャンノく−の温度を下げて約１３５℃未満の温度に保った。カーボンブラ・ ツクを含むＥＰＤＭ混合物を約４．５分間混合し次（１で硬イヒ斉１．　ＴＭＴ Ｄ　５ＳＢｕｔｙｌ　Ｚｉｍａｔｅ、　Ｍｅｔｈｙｌ　Ｚｉｍａｔｅ　、硫黄、 ５ｕｌｆａｓａｎ　Ｒを混合物に添加した。温度を約１３５℃未満に維持しな力 （ら、１辱られｔこ混合物を約１．５分間混合した。次いで〕＜・ソチの組成物 をミキサー力）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〜Ｂで製造した本発明のカーボンブラ・ツクを用し）て作成したＥ ＰＤＭ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ｔこ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・ツクを含むＥＰＤＭ組成物と対照標準の最も良好なカーボンブラ・ツ クを含むＥＰＤＭ組成物との比較を行った。

表　７．　ＥＰＤＭ組成物の性能比較 表　８．２ＰＤＭ組成物の性能比較 表８に示したこれらの結果は、２００重量部（ｐ　ｈ　ｒ）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．ＥＰＤＭ組成物の性能比較 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組成物と比較しで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．　ＥＰＤＭ組成物の性能比較表１Ｏ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ＥＰＤＭ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−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．　［！ＰＤＭ組成物の性能比較表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ＥＰＤ Ｍ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．　ＥＰＤＭ組成物の性能比較表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ＥＰＤＭ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．　ＥＰＤＭ組成物の性能比較表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Ｅ ＰＤＭ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かできる。

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フチャーの組み合 わせを有しており、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てあって、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。

特表千７−５００６３１　（１１） 茎 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、ＣＡ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、　ＣＩ、　ＣＭ、　ＧＡ、　ＧＮ、　ＭＬ、 　ＭＲ，ＮＥ、ＳＮ。

ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＢＹ。

ＣＡ、ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＲ，ＫＺ、 ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＮ、ＭＷ、ＮＬ、Ｎｏ、ＮＺ、ＰＬ、ＰＴ、ＲＯ，ＲＵ、 ＳＤ。

ＳＥ、ＳＫ、ＵＡ、ＶＮ （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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．１７〜２３ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量と１１５〜１５０ｃｃ／１００ｇのＤＢ Ｐ吸油量を有するカーボンブラック。 ２．ヨウ素吸着量が約２０ｍｇ／ｇである請求の範囲第１項に記載のカーボンブ ラック。 ３．１０〜１９ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量と７０〜９５ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸 油量を有するカーボンブラック。 ４．１２〜２０ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量と３４〜６５ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸 油量を有するカーボンブラック。 ５．ヨウ素吸着量が１４〜１８ｍｇ／ｇで、ＤＢＰ吸油量が３６〜５５ｃｃ／１ ００ｇである請求の範囲第４項に記載のカーボンブラック。 ６．ＤＢＰ吸油量が３６〜４２ｃｃ／１００ｇである請求の範囲第５項に記載の カーボンブラック。 ７．ＤＢＰ吸油量が４５〜５５ｃｃ／ｌ００ｇである請求の範囲第５項に記載の カーボンブラック。 ８．２８〜４３ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量と２８〜４７ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ吸 油量を有するカーボンブラック。 ９．ヨウ素吸着量が３０〜４２ｍｇ／ｇである請求の範囲第８項に記載のカーボ ンブラック。 １０．８〜３２ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量、２８〜１５０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ 吸油量、及び１．２５〜２．００のＭ比を有するカーボンブラック。 １１．３３〜７０ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量、２８〜６０ｃｃ／１００ｇのＤＢＰ 吸油量、及び１．２５〜２．００のＭ比を有するカーボンブラック。 １２．４２〜５０ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量、６１〜１０５ｃｃ／１００ｇのＤＢ Ｐ吸油量、及び１．２５〜２．００のＭ比を有するカーボンブラック。 １３．５１〜６２ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量、６１〜１２５ｃｃ／１００ｇのＤＢ Ｐ吸油量、及び１．２５〜２．００のＭ比を有するカーボンブラック。 １４．６３〜７０ｍｇ／ｇのヨウ素吸着量、６１〜１０５ｃｃ／１００ｇのＤＢ Ｐ吸油量、及び１．２５〜２．００のＭ比を有するカーボンブラック。 １５．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第１ 項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．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第３ 項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．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第４ 項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、ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第８ 項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．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第１ ０項に記載のカーボンブラックを含んでなる物質の組成物。 ２０．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第１ １項に記載のカーボンブラックを含んでなる物質の組成物。 ２１．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第１ ２項に記載のカーボンブラックを含んでなる物質の組成物。 ２２．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第１ ３項に記載のカーボンブラックを含んでなる物質の組成物。 ２３．ゴムとプラスチックからなる群より選択された材料、及び請求の範囲第１ ４項に記載のカーボンブラックを含んでなる物質の組成物。