JPH1053723A - Novel carbon black - Google Patents

Novel carbon black

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JPH1053723A
JPH1053723A JP8224682A JP22468296A JPH1053723A JP H1053723 A JPH1053723 A JP H1053723A JP 8224682 A JP8224682 A JP 8224682A JP 22468296 A JP22468296 A JP 22468296A JP H1053723 A JPH1053723 A JP H1053723A
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JP
Japan
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carbon black
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value
aggregate
aggregate size
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JP8224682A
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Hiroshi Hasegawa
浩 長谷川
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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a novel carbon black improved in abrasion resistance, hysteresis characteristics, reinforcing properties and processability by specifying its nitrogen adsorption specific surface area and its aggregate size distribution index. SOLUTION: The amount of a fuel fed into a reaction chamber 11 from feed ports 2 and 3, the amount of an oxygenous gas and/or a fuel oil fed into a combustion chamber 2 from feed inlets 5-10, the amount of an oxygenous gas or feedstock oil fed into the Venturi reaction zone 11 from feed ports 12-15 and the amount of an oxygenous gas or a feedstock oil fed into the Venturi rear reaction chamber 18 from feed ports 16 and 17 are being regulated, while the position where cooling water is injected and sprayed into a reaction continuation and quenching chamber 19 is adjusted to obtain a carbon black satisfying the relationships: 0.385+(0.0005×N2 SA)>=Z>=0.218-(0.0005×N2 SA) (wherein N2 SA is the nitrogen adsorption specific surface area, and Z is the aggregate size distribution index).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は自動車タイヤ用、そ
の他の自動車用部品若しくは工業用ベルト,ホース又は
その他のゴム製品に配合するカーボンブラック及びその
カーボンブラックを配合したゴム組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to carbon black for use in automobile tires, other automobile parts, industrial belts, hoses or other rubber products, and a rubber composition containing the carbon black.

【0002】[0002]

【従来の技術】カーボンブラックは天然ゴム又は種々の
合成ゴムに添加,配合してそれらのゴムに補強性,耐摩耗
性などを付与することができる。しかし、ゴム製品は種々
の分野,製品に使用されるためにカーボンブラックの性
質は製品ごとに異なり、例えば自動車タイヤの場合には
当該タイヤに耐摩耗性,低発熱性を有することが要求さ
れ、またその他の自動車用部品には耐久性が、さらにベル
ト,ホース等のゴム製品一般には加工性、作業性、押出性
などの種々異なった特性が要求される。このためこれら
の目的ゴムに使用するカーボンブラックは上記の特性を
考慮して最も適切なものを選択使用する必要がある。
2. Description of the Related Art Carbon black can be added to and blended with natural rubber or various synthetic rubbers to impart reinforcement, wear resistance, etc. to those rubbers. However, since rubber products are used in various fields and products, the properties of carbon black differ from product to product.For example, in the case of automobile tires, the tires are required to have wear resistance and low heat build-up, In addition, other automotive parts are required to have durability, and various rubber products such as belts and hoses are generally required to have various characteristics such as workability, workability, and extrudability. For this reason, it is necessary to select and use the most appropriate carbon black in consideration of the above-mentioned characteristics.

【0003】前記のゴム特性の各項目はゴムに配合する
カーボンブラックの物理化学的特性によつて大きく影響
を受けることはよく知られている。カーボンブラックの
基本的特性としては粒子径または比表面積,粒子同士の
つながりであるストラクチャー及び表面性状が代表的な
もので、カーボンブラックを配合したゴム組成物の性質
はこの三者の組み合わせによって左右されることが経験
的に知られている。
It is well known that each of the above rubber properties is greatly affected by the physicochemical properties of carbon black compounded in the rubber. The basic characteristics of carbon black are the particle diameter or specific surface area, the structure and surface properties that are the connection between particles, and the properties of the rubber composition containing carbon black are influenced by the combination of the three. Is known empirically.

【0004】カーボンブラックの粒子径の評価方法には
電子顕微鏡による直接計測法が、また表面積の評価方法
としては電子顕微鏡により撮影した投影表面積を直接計
測する方法、BET法による窒素吸着比表面積(N2SA)又はそ
の他の気相吸着による方法、あるいはヨウ素,ジフェニル
グワニジン(DPG),セチルトリメチルアンモニウムブロマ
イド(CTAB)等を含む溶液の液相吸着による方法が選択的
に使用されている。なお、粒子径と比表面積は一般に反比
例する関係にあるため粒子径が小さくなるほど、比表面
積が大きくなる傾向がある。粒子径の小さい、すなわち比
表面積の大きいカーボンブラックを例えば自動車のタイ
ヤトレッド用ゴム組成物に配合した場合にはタイヤの補
強性,耐摩耗性が向上する一方で発熱性等のヒステリシ
ス特性は増加する傾向がある。
The method of evaluating the particle size of carbon black is a direct measurement method using an electron microscope, the method of evaluating the surface area is a method of directly measuring the projected surface area photographed by an electron microscope, and the nitrogen adsorption specific surface area (N the method according to 2 SA), or other gas phase adsorption or iodine, diphenyl grayed crocodile Jin (DPG), the method according to the liquid phase adsorption of solution containing cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) or the like is selectively used. Since the particle diameter and the specific surface area are generally in inverse proportion, the specific surface area tends to increase as the particle diameter decreases. When a carbon black having a small particle diameter, that is, a large specific surface area is added to, for example, a rubber composition for an automobile tire tread, hysteresis characteristics such as heat generation and the like are increased while tire reinforcement and wear resistance are improved. Tend.

【0005】また、ストラクチャーはカーボンブラック
を電子顕微鏡で観察した場合に見られる鎖状のつながり
として定義され、カーボンブラックの空隙量が大きいほ
ど鎖状の構造が発達していることが経験的に知られてい
る関係で、ストラクチャーの実用的測定としては専らあ
まに油のような油の吸収量を測定する方法が古くから使
用され、ジブチルフタレート吸収量(DBP)がJIS K6210に
規定されている。また近年はカーボンブラックを24,000P
Si(165MPa)の圧力で4回の繰り返し圧縮処理した後にDBP
吸収量を測定する、いわゆる24M4DBP(Crushed DBPともい
う)がASTM D3493に規定されている。ストラクチャーの構
造の発達している、すなわちジブチルフタレート吸収量
の大きいカーボンブラックをゴムに配合すると、配合ゴ
ム製品の押出し特性や引張強度などを向上させることが
できる。
[0005] The structure is defined as a chain-like connection observed when the carbon black is observed with an electron microscope, and it is empirically known that the larger the void amount of the carbon black, the more the chain-like structure is developed. As a practical measure of the structure, a method of exclusively measuring the absorption amount of oil such as oil has been used for a long time, and the absorption amount of dibutyl phthalate (DBP) is specified in JIS K6210. In recent years, 24,000P carbon black
After four repetitive compression treatments at Si (165MPa) pressure, DBP
The so-called 24M 4 DBP (also called Crushed DBP) for measuring the amount of absorption is specified in ASTM D3493. When carbon black having a well-developed structure, that is, a large amount of dibutyl phthalate absorption, is added to rubber, the extrusion characteristics, tensile strength, and the like of the compounded rubber product can be improved.

【0006】またカーボンブラックは炭素100%の物質
ではなく、その表面に種々の官能基を有していてそれら
は表面性状として表現される。表面性状の評価方法はそ
れらの個々の官能基を化学的に測定する方法もあるが、
工業的に一般に使用されている方法はpHで、JIS K6201に
も規定されている。しかし、これらのカーボンブラック特
性はカーボンブラックを一つの塊として捉えたマクロ的
なものであり、近年の技術進歩に伴って各種ゴム製品に
も特殊な特性が要求されてきている情勢下においては、
これらの基本的特性又はその組み合わせのみから配合ゴ
ム組成物の特性を充分に把握することは困難となってき
ている。
[0006] Carbon black is not a substance having 100% carbon, but has various functional groups on its surface, and these are expressed as surface properties. There is also a method of evaluating the surface properties by chemically measuring those individual functional groups,
The method generally used industrially is pH, which is also specified in JIS K6201. However, these carbon black characteristics are macro-types that capture carbon black as one lump, and under the circumstances where special characteristics are required for various rubber products with recent technological progress,
It has become difficult to sufficiently grasp the characteristics of the compounded rubber composition only from these basic characteristics or combinations thereof.

【0007】そのため、カーボンブラックのミクロアグ
リゲート構造をストークスの原理によって光学的に測
定,解析する手法が開発され、カーボンブラックのアグリ
ゲートサイズのモード径、すなわちアグリゲートサイズ
分布の平均直径とアグリゲートサイズ分布の最多頻度値
の50%点における分布幅(以下『半値幅』という)の組み
合わせによってカーボンブラックの特性を特定し、かか
るカーボンブラックを特定のゴム種に配合した場合に配
合ゴムの物性を改善することができるという提案が多く
なされている。例えば特開昭56ー106936号,特開昭57ー10
8163号,特開平2ー34643号,特開平3ー281549号等はカー
ボンブラックの比表面積又は粒子径特性及びストラクチ
ャー特性等を何らかの方法で特定してアグリゲートサイ
ズモード径と半値幅を一定の範囲に限定するという提案
であり、また特開昭62ー104850号,特開昭62ー277443号,
特開平3ー111455号,特開平6ー506870号,特開平6ー93136
号,特開平6ー93137号などのようにカーボンブラックの
アグリゲートサイズ分布の半値幅とアグリゲートサイズ
モード径の比を一定範囲に限定するという提案、さらに
特開昭59ー47263号,特開昭62ー30137号,特開平1ー20136
7号,特開平2ー11664号,特開平3ー227343号のようにカー
ボンブラックのアグリゲートサイズモード径などを他の
カーボンブラック特性との組み合わせで表現した提案等
の種々のものがある。
Therefore, a method has been developed for optically measuring and analyzing the microaggregate structure of carbon black based on the Stokes principle. The mode diameter of the aggregate size of carbon black, that is, the average diameter of the aggregate size distribution and the aggregate size The characteristics of carbon black are specified by the combination of the distribution width at 50% of the most frequent value of the size distribution (hereinafter referred to as "half width"), and when such carbon black is compounded with a specific rubber type, the physical properties of the compounded rubber are determined. There have been many suggestions that can be improved. For example, JP-A-56-106936, JP-A-57-10
No. 8163, JP-A-2-34643, JP-A-3-281549, etc. specify the specific surface area or the particle size characteristics and the structure characteristics of carbon black by any method and set the aggregate size mode diameter and half width to a certain range. It is a proposal to limit to, and JP-A-62-104850, JP-A-62-277443,
JP-A-3-111455, JP-A-6-506870, JP-A-6-93136
No., JP-A-6-93137, etc., a proposal to limit the ratio of the half-width of the aggregate size distribution of carbon black and the aggregate size mode diameter to a certain range, and further JP-A-59-47263, No.62-30137, JP-A-1-20136
No. 7, JP-A-2-11664, and JP-A-3-227343, there are various proposals in which the aggregate size mode diameter of carbon black and the like are expressed in combination with other carbon black characteristics.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、カーボンブラ
ックのアグリゲートサイズモード径と半値幅の関係を一
律に定めただけでは、アグリゲートサイズモード径と半
値幅のいずれかの値が変化した場合には他方の値も変化
するため、例えば半値幅の分布が狭いといっても、アグリ
ゲートサイズモード径が小さくなったためか又は分布自
体が狭くなったのか区別がつかないことになる。したが
ってこの区別を明確にしてカーボンブラックの特性を特
定するためには、このアグリゲートサイズ分布が近似的
に対数正規分布に従うことを利用して、その標準偏差に
相当する一定の因数を導入し、アグリゲートサイズモー
ド径と半値幅の関係を表現することが有効な手段となっ
てくる。
However, if the relationship between the aggregate size mode diameter and the half-value width of the carbon black is simply determined uniformly, any one of the values of the aggregate size mode diameter and the half-value width changes. Since the other value also changes, for example, even if the distribution of the half-value width is narrow, it cannot be distinguished whether the aggregate size mode diameter is small or the distribution itself is narrow. Therefore, in order to clarify this distinction and specify the characteristics of carbon black, utilizing a fact that this aggregate size distribution approximately follows a lognormal distribution, a constant factor corresponding to the standard deviation is introduced, Expressing the relationship between the aggregate size mode diameter and the half width is an effective means.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】ここでいう因数Zは凝集
体分布曲線における標準偏差に相当するもので、かかる
因数を導入してアグリゲートサイズモード径と半値幅の
関係を調べてみると、タイヤのトレッド部分のゴム組成
物用途に使用される比表面積の比較的大きいカーボンブ
ラックと、タイヤのトレッド以外の部分、すなわちカーカ
ス部分やその他の自動車部品用途のゴム組成物に使用さ
れる比表面積の比較的小さいカーボンブラックの場合の
両者において、因数Zをカーボンブラックの比表面積(N2S
A)との関係において一定の数式で表現することとした場
合に、カーボンブラックを配合したゴム組成物に従来の
カーボンブラックでは達成不可能であった新たな特性を
付与することができることを見い出した。
Means for Solving the Problems The factor Z here corresponds to the standard deviation in the aggregate distribution curve, and the relationship between the aggregate size mode diameter and the half width is examined by introducing such a factor. Carbon black having a relatively large specific surface area used for the rubber composition application of the tread portion of the tire, and a portion other than the tread of the tire, that is, the specific surface area used for the rubber composition used for the carcass portion and other automobile parts. In both cases, for relatively small carbon blacks, the factor Z is the specific surface area of the carbon black (N 2 S
In the case of using a certain mathematical expression in relation to A), it has been found that a rubber composition containing carbon black can be provided with new properties that cannot be achieved with conventional carbon black. .

【0010】現在、ゴム配合用に使用されているカーボ
ンブラックは主にオイルファーネス法で製造されてい
て、芳香族系の液状油を不完全燃焼させて得られる煤状
物で、10〜100nm個の炭素原子が結合して単位粒子とな
り、さらにこれらの単位炭素粒子が互いに融合してスト
ラクチャーを形成しているものと考えられ、カーボンブ
ラックをゴムに配合した場合には最小分散単位であるア
グリゲートとして存在していることがカーボンブラック
を配合したゴムの電子顕微鏡写真等で確認されている。 このアグリゲートサイズの測定は、従来は充分に液体中
に分散したカーボンブラックの電子顕微鏡写真を撮影
し、その形状を分類,計測するという方法でアグリゲート
の大きさの測定が行われたこともあった。しかし、カーボ
ンブラックの個々のアグリゲートの形状が不規則である
ために定量的に評価するのは容易ではないため、カーボ
ンブラックの評価手法として実用的ではなかった。
At present, carbon black used for rubber compounding is mainly produced by an oil furnace method, and is a soot obtained by incompletely burning an aromatic liquid oil. It is thought that these carbon atoms are bonded to form unit particles, and these unit carbon particles are fused to each other to form a structure. Has been confirmed by electron micrographs and the like of rubber containing carbon black. In the measurement of the aggregate size, the size of the aggregate was conventionally measured by taking an electron micrograph of carbon black sufficiently dispersed in a liquid, classifying and measuring its shape. there were. However, since the shape of each aggregate of carbon black is irregular and it is not easy to quantitatively evaluate it, it is not practical as a method for evaluating carbon black.

【0011】そのため超音波を使用してカーボンブラッ
クを一定の溶媒中に均一に分散させて、この分散溶液に
遠心力を作用させるとアグリゲートサイズが大きいほど
早く沈降するというストークスの原理を応用した遠心沈
降法による解析手法が開発され、実用に供されるように
なっている。アグリゲートサイズの測定は具体的には経
過時間ごとにある一定点を通過するアグリゲートの量を
吸光度として連続的に測定し、経過時間と吸光度の関係
曲線を求めることにより行われる。経過時間はストーク
スの法則に基づいてアグリゲートの大きさに換算するこ
とができ、吸光度はそのアグリゲートの大きさの分布を
表すことになる。この測定曲線の一例を図1に示すが、こ
の測定曲線を用いてカーボンブラックアグリゲートサイ
ズのストークス相当径は以下の数式によるKによって算
出される。
For this reason, the Stokes principle was applied, in which carbon black was uniformly dispersed in a certain solvent using ultrasonic waves, and when a centrifugal force was applied to this dispersion solution, the larger the aggregate size, the faster the sedimentation. An analysis method using the centrifugal sedimentation method has been developed and is now being put to practical use. Specifically, the measurement of the aggregate size is performed by continuously measuring the amount of aggregate passing through a certain point for each elapsed time as the absorbance, and obtaining a relationship curve between the elapsed time and the absorbance. The elapsed time can be converted to the size of the aggregate based on Stokes' law, and the absorbance will represent the size distribution of the aggregate. One example of this measurement curve is shown in FIG. 1. Using this measurement curve, the Stokes-equivalent diameter of the carbon black aggregate size is calculated by K using the following equation.

【0012】[0012]

【数2】 この数式においてdはアグリゲートのストークス相当径
(nm)を、tはアグリゲートの沈降に要する経過時間を、ま
たKは測定条件により決定される定数である。
(Equation 2) In this formula, d is the Stokes equivalent diameter of the aggregate
(nm), t is the elapsed time required for the sedimentation of the aggregate, and K is a constant determined by the measurement conditions.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】この測定法で求められたアグリゲ
ートの大きさを自然対数を底として表した数値を横軸
に、吸光度すなわちアグリゲートサイズの分布量を縦軸
にして表した場合、ほぼ図1に示すように、この分布曲線
は対数正規分布を示すことが確かめられている。この図1
の測定曲線において最大吸光度Apに達するまでに要する
時間をTpとし,Apの50%、すなわち最大吸光度の50%に相
当する吸光度に到達するまでに要する時間をTnおよびTs
とすると、
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the case where the horizontal axis represents a numerical value representing the size of an aggregate obtained by this measuring method with natural logarithm as a base, and the vertical axis represents the absorbance, that is, the distribution amount of the aggregate size, As shown in FIG. 1, it has been confirmed that this distribution curve shows a lognormal distribution. This figure 1
In the measurement curve, the time required to reach the maximum absorbance Ap is defined as Tp, and the time required to reach 50% of Ap, that is, the absorbance corresponding to 50% of the maximum absorbance, is Tn and Ts.
Then

【数2】によって換算されたカーボンブラックアグリゲ
ートのストークス相当径は図2ではそれぞれDst(mode),
In FIG. 2, the Stokes equivalent diameter of the carbon black aggregate converted by the equation (2) is Dst (mode),

【数3】 及び(Equation 3) as well as

【数4】 に対応している。ただしここでTn<Tsである。なおここで
カーボンブラックのアグリゲートサイズ指数は
(Equation 4) It corresponds to. Here, Tn <Ts. Here, the aggregate size index of carbon black is

【数5】 で定義される。(Equation 5) Is defined by

【0014】カーボンブラックの最大頻度ストークス径
は通常アグリゲートサイズ分布曲線における極大値を示
すときの値であるが、分布曲線が正規分布に近似してい
ると仮定するとその平均値に相当することになり、図2に
おけるDst(mode)で表示される。従ってこのDst(mode)が
大きければカーボンブラックの粒子径は大きくなる傾向
があり、かかるカーボンブラックを配合したゴムは高い
反発弾性を示す一方で耐摩耗性は低下するという傾向に
ある。
The maximum frequency Stokes diameter of carbon black is usually a value at the time of showing the maximum value in the aggregate size distribution curve, but it is equivalent to the average value if the distribution curve is assumed to be close to a normal distribution. , And is displayed by Dst (mode) in FIG. Therefore, if this Dst (mode) is large, the particle size of carbon black tends to be large, and a rubber containing such carbon black tends to exhibit high rebound resilience but decrease wear resistance.

【0015】そのために通常の市販カーボンブラックに
おいては反発弾性で代表される動的特性はDst(mode)と
比例する傾向がある一方で、耐摩耗性はDst(mode)と反比
例する傾向にあるので、反発弾性と耐摩耗性を兼備させ
ることはDst(mode)の大きさの制御のみではほとんど不
可能であり、さらにアグリゲートサイズを遠心沈降分析
法で評価した場合、アグリゲートの最大頻度値であるDst
(mode)値とその分布、すなわち通常は図2に表示するよう
For this reason, in the case of ordinary commercial carbon black, the dynamic characteristics represented by rebound resilience tend to be proportional to Dst (mode), while the wear resistance tends to be inversely proportional to Dst (mode). However, it is almost impossible to achieve both rebound resilience and abrasion resistance only by controlling the size of Dst (mode), and when the aggregate size is evaluated by centrifugal sedimentation analysis, the maximum frequency of the aggregate A Dst
(mode) values and their distribution, usually as shown in Figure 2.

【数6】 で評価される値との関係においてその一方の値,例えば(Equation 6) One of the values in relation to the value evaluated in

【数3】が大きくなると、When Equation 3 becomes large,

【数4】の数値も大きくなるので、本来の意味で本発明
でいうところの代表値Dst(mode)に対して分布がどのよ
うに変化したかを評価することも不可能である。
Since the numerical value of the expression (4) also increases, it is impossible to evaluate how the distribution has changed with respect to the representative value Dst (mode) in the present invention in the original sense.

【0016】この問題点を解決するために例えば特開昭
62ー129324号,特開昭63ー301243号のように性能の異な
るカーボンブラックを数種類混合して、このような混合
カーボンブラックをゴムに配合して所望の性能を発揮さ
せる方法もあるが、ゴム配合作業工程における作業性,ゴ
ム製品の加工性,加硫性等のすべての要件に適合したカ
ーボンブラックを得ることは不可能に近く、また現実的
でもない。
In order to solve this problem, for example,
No. 62-129324, JP-A-63-301243, mixing several types of carbon blacks with different performances, and blending such a mixed carbon black into rubber to exhibit the desired performance. It is almost impossible and not practical to obtain carbon black that meets all requirements such as workability in the compounding process, workability of rubber products, and vulcanizability.

【0017】このため本発明者等は単一製品のカーボン
ブラックを配合したゴム組成物の動的特性に対するアグ
リゲートサイズの影響に関して最多頻度アグリゲートサ
イズよりも大きいアグリゲートの大きさが、上述した反
発弾性と耐摩耗性の両者を同時に向上させるという二律
背反の条件を解決する重要な要因となっていることを実
験的に確認し、
For this reason, the present inventors have discussed the effect of aggregate size on the dynamic properties of a rubber composition blended with a single product of carbon black. The aggregate size larger than the most frequent aggregate size was described above. Experimentally confirming that it is an important factor to solve the conflicting condition of simultaneously improving both rebound resilience and wear resistance,

【数1】で定義される数値Zを導入することによって問
題を解決した。ここでZという因子を導入した理由は、カ
ーボンブラックのアグリゲート分布のストークス式で得
られる相当径Dの対数(底は自然対数のe)を縦軸に、吸光
度を横軸にとって図示すると、図1のように頻度分布曲線
はほぼ対数正規分布に近い分布曲線になる。しかし図2
に示すように
The problem was solved by introducing the numerical value Z defined by the following equation. The reason for introducing the factor Z here is that when the logarithm of the equivalent diameter D obtained by the Stokes equation of the carbon black aggregate distribution (bottom is the natural logarithm e) is the vertical axis, and the absorbance is plotted on the horizontal axis, As shown in FIG. 1, the frequency distribution curve becomes a distribution curve substantially similar to a lognormal distribution. But Figure 2
As shown

【数7】 の値の大小関係だけでは必ずしも頻度曲線のパターンを
特定することはできない。この理由は正規分布の確率密
度関数は一般に
(Equation 7) The pattern of the frequency curve cannot always be specified only by the magnitude relation of the values of. The reason is that the probability density function of a normal distribution is generally

【数8】 によって定義され、頻度分布曲線のパターンは標準偏差
の値によって変わるからである。したがって頻度分布曲
線のパターンを決定するためには標準偏差又はその類似
の因子を導入してやる必要がある。
(Equation 8) And the pattern of the frequency distribution curve depends on the value of the standard deviation. Therefore, in order to determine the pattern of the frequency distribution curve, it is necessary to introduce a standard deviation or a similar factor.

【0018】この問題を解決するため、最多頻度アグリ
ゲートサイズ値であるDst(mode)値及びDst(mode)値より
も大きいアグリゲートサイズ側であってDst(mode)の50
%の頻度値を有するアグリゲートサイズ値である
In order to solve this problem, the Dst (mode) value which is the most frequent aggregate size value and the aggregate size larger than the Dst (mode) value and the Dst (mode) is 50
Aggregate size value with% frequency value

【数3】で定義される2つの値から計算されるアグリゲ
ートサイズ分布指数Zを、カーボンブラックの窒素吸着比
表面積(N2SA)との関係で一定範囲に限定することによ
り、タイヤトレッド部分に使用される比較的比表面積の
大きい、いわゆるハード系カーボンブラックにおいては、
従来の同級品のカーボンブラックの反発弾性を維持しな
がら高い耐摩耗性を付与することができ、一方タイヤカ
ーカスや自動車部品用に使用されるいわゆるソフト系の
カーボンブラックにおいては、従来の同級品のカーボン
ブラックの反発弾性を維持しながら、そのようなカーボ
ンブラックを配合したゴム製品に高い補強性と良好な押
出特性を付与することができることを見い出した。
By limiting the aggregate size distribution index Z calculated from the two values defined by the following equation to a certain range in relation to the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black, the tire tread portion In the so-called hard carbon black having a relatively large specific surface area used for
High abrasion resistance can be imparted while maintaining the rebound resilience of the conventional carbon black of the same grade, while the so-called soft carbon black used for tire carcass and automobile parts has the same It has been found that high reinforceability and good extrusion characteristics can be imparted to a rubber product containing such carbon black while maintaining the rebound resilience of carbon black.

【0019】本発明は前述したようにカーボンブラック
アグリゲートの自然対数と吸光度、すなわちカーボンブ
ラックアグリゲート出現頻度がほぼ正規分布を示すこと
を利用し、Dst(mode)と
The present invention makes use of the fact that the natural logarithm and absorbance of the carbon black aggregate, that is, the appearance frequency of the carbon black aggregate shows a substantially normal distribution, as described above, and uses Dst (mode) and Dst (mode).

【数3】の数値を用いてその分布の標準偏差と近い意味
を持つアグリゲート分布指数Zを定義することにより、分
布状態を評価するという、全く新しい概念を導入するこ
とが本発明の基礎となっているのであり、このZが導入さ
れたことにより分布の形状がどのようになっているかを
判断できる基準が初めて得られたのである。このZという
評価基準を定義することにより単に
The basis of the present invention is to introduce a completely new concept of evaluating the distribution state by defining the aggregate distribution index Z having a meaning close to the standard deviation of the distribution using the numerical value of Therefore, the introduction of Z has provided a standard for judging the shape of the distribution for the first time. By defining this evaluation criterion Z, simply

【数7】の値が大きくなったとしてもDst(mode)との関
係であるZの値としては逆に小さくなっているというな
どの評価ができる。ここで、『その分布の標準偏差と近
い意味を持つ』としたのは、対数正規分布の一般式にお
ける幾何平均径は分布が完全対称形であればDst(mode)
径と一致するが、分布曲線は完全対称形ではないので、他
の中心値を示す代表値である最多頻度値を与えるモード
値のDst(mode)を使用していることと、また標準偏差を評
価する分布曲線が完全対称形ではないのでDst(mode)よ
りも大きい側の片方の分布曲線のみを使用しているため
である。
It can be evaluated that even if the value of [Expression 7] increases, the value of Z, which is the relationship with Dst (mode), decreases on the contrary. Here, "has a meaning close to the standard deviation of the distribution" means that the geometric mean diameter in the general formula of the lognormal distribution is Dst (mode) if the distribution is perfectly symmetric.
Since the distribution curve is not perfectly symmetrical, it uses the mode value Dst (mode) that gives the most frequent value, which is a representative value indicating the other central value, and the standard deviation This is because only one distribution curve on the side larger than Dst (mode) is used because the distribution curve to be evaluated is not completely symmetric.

【0020】ここで、Zという因数を導入するための計算
方法について簡単に説明しておくと以下のようになる。
いまカーボンブラックのアグリゲート分布が対数正規分
布になっていると仮定した場合には確率密度関数をF(d)
で表すと以下のような式になる。
Here, the calculation method for introducing the factor of Z will be briefly described as follows.
Now, assuming that the aggregate distribution of carbon black is a lognormal distribution, the probability density function is expressed as F (d)
The following expression is obtained when expressed by.

【0021】[0021]

【数9】 ここにおいて式中の係数をAとし、測定値dが幾何平均値d
gであるとしたときの確率密度関数F(dg)を求めると以下
のようになる。
(Equation 9) Here, the coefficient in the equation is A, and the measured value d is the geometric average value d.
The probability density function F (dg) when g is obtained is as follows.

【0022】[0022]

【数10】 F(dg)すなわちAはこの密度関数における最大値を示すこ
とになる。 ここでさらにF(d)が0.5Aとなる点での測定値をdzとする
と次式のようになる。
(Equation 10) F (dg), that is, A indicates the maximum value in this density function. Here, if the measured value at the point where F (d) becomes 0.5 A is dz, the following expression is obtained.

【0023】[0023]

【数11】 [Equation 11]

【0024】この式の両辺をAで除し、対数をとると以下
に示す式が導かれる。
When both sides of this equation are divided by A and the logarithm is taken, the following equation is derived.

【0025】[0025]

【数12】 (Equation 12)

【数13】 ここで(Equation 13) here

【数2】と図2を対比して、dgの代わりに他の代表値であ
る、分布の最多頻度値Apを与えるととともに、ストークス
径Dst(mode),またDst(mode)よりも大きい側にあり、最大
頻度の50%となるストークス径を
In comparison with FIG. 2 and FIG. 2, the most frequent value Ap of the distribution, which is another representative value, is given instead of dg, and the Stokes diameter Dst (mode) and the side larger than Dst (mode) are given. And the Stokes diameter that is 50% of the maximum frequency

【数4】とすると、dgはほぼDst(mode)に等しく、dzはほ
Then, dg is approximately equal to Dst (mode), and dz is approximately

【数4】に、またAnd again

【数13】はほぼZとみなすことができるので、Since can be regarded as approximately Z,

【数1】が定義されることになる。## EQU1 ## is defined.

【0026】本発明者らが、多くの市販されているカー
ボンブラックについてZ値とカーボンブラックの窒素吸
着比表面積との関係を調べてみると、いずれもこの関係
式の範囲から外れているために、例えばタイヤトレッド
用に使用されるいわゆるハード系カーボンブラックでは
反発弾性と耐摩耗性という二律背反性の兼備という条件
を満足することはできず、またタイヤトレッド部以外の
用途、例えば自動車部品用途に使用されるカーボンブラ
ックにおいては補強性と押出特性の両者が均衡していな
い。
When the present inventors examined the relationship between the Z value and the nitrogen adsorption specific surface area of many commercially available carbon blacks, they all fell out of the range of this relational expression. For example, the so-called hard carbon black used for tire treads cannot satisfy the condition of reciprocity of resilience and abrasion resistance, and is used for applications other than tire treads, for example, for automotive parts The resulting carbon black does not balance both reinforcement and extrusion properties.

【0027】本発明において、そのアグリゲート分布指
数Zをカーボンブラックの窒素吸着比表面積との関係に
おいて一定範囲に限定することにより、ほぼ同等の窒素
吸着比表面積およびDBP吸収量を有するカーボンブラッ
クと比較して、タイヤトレッド用カーボンブラック、すな
わちいわゆるハード系カーボンブラックにおいては反発
弾性を同レベルに維持しながら耐摩耗性を大幅に向上さ
せることが可能であり、またタイヤトレッド用途以外の
カーボンブラックにおいては、補強性を同等レベルに維
持しつつ押出特性を向上させることができる。すなわ
ち、ハード系カーボンブラックにおいては耐摩耗性と反
発弾性の両性能を兼備したカーボンブラックが、またソ
フト系カーボンブラックにおいては補強性と押出特性の
両性能を兼備したカーボンブラックを容易に製造するこ
とが可能となる。
In the present invention, by limiting the aggregate distribution index Z to a certain range in relation to the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black, the aggregate distribution index Z can be compared with carbon black having substantially the same nitrogen adsorption specific surface area and DBP absorption amount. In the case of carbon black for tire treads, that is, so-called hard carbon black, it is possible to greatly improve wear resistance while maintaining the same level of rebound resilience, and in carbon blacks other than tire tread applications, Extrusion characteristics can be improved while maintaining the same level of reinforcement. In other words, it is easy to produce carbon black that has both abrasion resistance and rebound resilience for hard carbon black and carbon black that has both reinforcement and extrusion properties for soft carbon black. Becomes possible.

【0028】[0028]

【実施例】以下に本発明カーボンブラックの製造例を示
すが、オイルファーネス法カーボンブラックの製造は一
般に円筒形状のカーボンブラック製造装置の軸方向又は
接線方向に燃料を導入して燃焼させ、この高温燃焼ガス
流を反応帯域へ移動させながら高温ガス流中に炭化水素
原料を噴霧し、前記原料油の不完全燃焼化によりカーボ
ンブラック生成反応を惹起せしめ、このようにして得ら
れたカーボンブラック懸濁ガス流を急速冷却して反応を
停止させ、サイクロン,バッグフィルター等の捕集装置を
通過させてカーボンブラックを回収し、造粒,乾燥工程を
経る一連の工程からなる。 製造装置内に噴霧される炭化水素原料油をカーボンブラ
ックに変換するのに必要な熱量は炭化水素原料油の部分
的燃焼によって供給されるのは避けられないが、そのほ
とんどは燃料の燃焼熱によって補給される。
An example of the production of carbon black of the present invention is shown below. In the production of carbon black by the oil furnace method, fuel is generally introduced into a cylindrical carbon black production apparatus in the axial direction or tangential direction and burned. The hydrocarbon raw material is sprayed into the high-temperature gas flow while moving the combustion gas flow to the reaction zone, and a carbon black production reaction is caused by incomplete combustion of the raw material oil, and the carbon black suspension thus obtained is obtained. The reaction is stopped by rapidly cooling the gas flow, and the carbon black is recovered by passing through a collecting device such as a cyclone or a bag filter. The amount of heat required to convert the hydrocarbon feedstock sprayed into the production equipment into carbon black is unavoidably supplied by partial combustion of the hydrocarbon feedstock, but most of it is due to the heat of combustion of the fuel. Replenished.

【0029】本発明に使用するカーボンブラック製造装
置も基本的にはこの構成に従うが以下のような特徴を有
している。すなわち、ガス状炭化水素原料又は液体状炭化
水素原料を同一の燃焼室内で利用でき、かつカーボンブ
ラック生成反応系外の空間内で完全燃焼せしめ、この高
温ガス流の包含する熱量をカーボンブラック生成反応に
効率的に寄与できるようにした製造装置であって、燃焼
室前面に接線方向位置に中心軸を有する酸素含有ガス導
入孔と燃料導入孔を併有する二流体バーナー1を有し、こ
の二流体バーナーとは別個の独立した少なくとも2個の
燃料流体導入孔3,4を設置し、酸素含有ガスを前記燃料導
入孔に導入して燃料流体との流動方向を相違させること
により、前記二流体の混合効率を著しく向上させ、炭化水
素原料油を導入する時点では燃料の完全燃焼化が達成で
きるように構成されている。
The apparatus for producing carbon black used in the present invention basically follows this configuration, but has the following features. That is, the gaseous hydrocarbon material or the liquid hydrocarbon material can be used in the same combustion chamber, and is completely burned in a space outside the carbon black production reaction system. A two-fluid burner 1 having both an oxygen-containing gas introduction hole and a fuel introduction hole having a central axis at a tangential position on the front surface of a combustion chamber, By installing at least two independent fuel fluid introduction holes 3, 4 separate from the burner, and introducing an oxygen-containing gas into the fuel introduction holes to make the flow directions different from the fuel fluid, It is configured such that the mixing efficiency is remarkably improved and complete combustion of the fuel can be achieved at the time of introducing the hydrocarbon feedstock.

【0030】また本発明の製造装置はカーボンブラック
生成反応室前半部分に前記の燃料流体導入孔3,4に加え
て少なくとも2個以上の酸素含有ガス及び/又は燃料流体
の導入用導管5,6,7,8,9,10を設けて、前記導管への各流
体の導入割合及び速度を変更することによりカーボンブ
ラックのアグリゲートサイズ分布の調整を容易に制御で
きる構造になっている。本発明の装置について具体的に
説明すると、図3のように内径450mm、長さ300mmの円筒形
状であって該円筒の中心部に軸方向に向かって設置した
水冷ジャケット付ガイドで固定された二流体バーナー1
を有する燃焼室2と、前記燃焼室前半部分において設置さ
れた接線方向に中心軸を有し、内径100mmの2個の第1の酸
素含有ガス導入孔3及び4と、前記第1の酸素含有ガス導入
孔とは独立した内径25mmの6個の放射状の第2の燃料導入
孔及び/又は酸素含有ガス導入孔5,6,7,8,9及び10を設け
ている。なおこの燃料導入孔及び/又は酸素含有ガス導入
孔は図4に示すような構造からなっている。
The production apparatus according to the present invention further comprises at least two or more oxygen-containing gas and / or fuel fluid introduction conduits 5, 6 in addition to the fuel fluid introduction holes 3, 4 in the first half of the carbon black production reaction chamber. , 7,8,9,10 are provided so that the adjustment of the aggregate size distribution of carbon black can be easily controlled by changing the introduction ratio and speed of each fluid into the conduit. The device of the present invention will be described in detail. As shown in FIG. 3, a cylindrical shape having an inner diameter of 450 mm and a length of 300 mm is fixed to a central portion of the cylinder by a guide with a water-cooling jacket installed in the axial direction. Fluid burner 1
A combustion chamber 2 having a central axis in the tangential direction installed in the first half of the combustion chamber, two first oxygen-containing gas introduction holes 3 and 4 having an inner diameter of 100 mm, and the first oxygen-containing gas Six radial second fuel introduction holes having an inner diameter of 25 mm and / or oxygen-containing gas introduction holes 5, 6, 7, 8, 9, and 10 are provided independently of the gas introduction holes. The fuel introduction hole and / or the oxygen-containing gas introduction hole have a structure as shown in FIG.

【0031】酸素含有ガスと燃料流体は異なる導入方向
で、かつ独立した流れとして燃焼室2内に導入されるが、
この流通方向の相違と独立性は酸素含有ガスと燃料流体
との混合効率を著しく高めて燃焼速度の向上をもたら
し、アグリゲートサイズ分布の調整に寄与する。また酸素
含有ガス導入孔に近接した燃料流体導入孔から導入され
た燃料流体は酸素含有ガスと効果的に混合され、燃焼し
ながら旋回方向の下流側にある燃料流体導入管から導入
された燃料流体の混合を促進するとともに、その火炎伝
播効果により燃料流体の完全燃焼化を短時間のうちに順
次達成できる。
The oxygen-containing gas and the fuel fluid are introduced into the combustion chamber 2 in different introduction directions and as independent flows.
This difference in flow direction and independence significantly enhances the mixing efficiency of the oxygen-containing gas and the fuel fluid, improves the combustion rate, and contributes to the adjustment of the aggregate size distribution. Further, the fuel fluid introduced from the fuel fluid introduction hole adjacent to the oxygen-containing gas introduction hole is effectively mixed with the oxygen-containing gas, and the fuel fluid introduced from the fuel fluid introduction pipe downstream in the swirling direction while burning is burned. And promote complete combustion of the fuel fluid in a short time due to the flame propagation effect.

【0032】このような構造にすることにより、燃焼室2
の大きさをあまり大きくすることなく燃焼室前頭部で燃
料の完全燃焼が完結するため、種々の特性を有する燃料
及び原料種とその導入量に応じて、燃料流体導入孔数及
び導入量を容易に変更でき、燃焼室2における燃料負荷率
(単位体積当たりの発生熱量)の制御が容易になり、この
点からもアグリゲートサイズ分布の調節に有効である。
さらに本発明で使用する装置は前記燃焼室に連結した25
0mmの最狭内径であって、長さ255mmのベンチュリ部を有
する反応帯11と、前記ベンチュリ部の上流側すなわち狭
径収斂部分において、第1の酸化性ガス導入孔の旋回方向
に対して順方向(正接)又は逆方向(逆接)で導入できるよ
うに設けた同一断面の上下端を通り、図5の12,13,14,15
で示される内径40mmの少なくとも2組の第2の酸素含有ガ
スおよび/又は原料導入孔と、ベンチュリー部の後部反応
帯域18に設置した図6の16,17で示される内径40mmの1組
の第3の酸素含有ガス及び/又は原料導入孔が設置され、
これら第3の導入孔の下流側の反応終了帯域19に冷却水
圧入噴霧導入孔21,22,23,24,25,26,27を設置した内径50
0mm,長さ400mmの反応継続域とからなり、全体が耐火物で
被覆されている。なお反応終了帯域19の後部は連結管20
によりバッグフィルター等の捕集装置(図示しない)に接
続している。
With such a structure, the combustion chamber 2
Since the complete combustion of the fuel is completed at the front of the combustion chamber without making the size of the fuel fluid too large, the number of fuel fluid introduction holes and the amount of the fuel fluid introduction should be adjusted according to the fuel and the material type having various characteristics and the amount of the introduction. Can be easily changed, the fuel load factor in the combustion chamber 2
(The amount of heat generated per unit volume) can be easily controlled, and this is also effective in adjusting the aggregate size distribution.
Further, the apparatus used in the present invention is connected to the combustion chamber.
A reaction zone 11 having a Venturi portion having a narrowest inner diameter of 0 mm and a length of 255 mm, and an upstream side of the Venturi portion, that is, a narrow diameter converging portion, is arranged in the forward direction with respect to the turning direction of the first oxidizing gas introduction hole. Through the upper and lower ends of the same cross section provided so that it can be introduced in the direction (tangent) or in the opposite direction (reverse tangent), 12, 13, 14, 15 in FIG.
At least two sets of second oxygen-containing gas and / or raw material introduction holes having an inner diameter of 40 mm, and one set of the first 40 mm inner diameter shown by 16 and 17 in FIG. 6 installed in the rear reaction zone 18 of the venturi section. 3 oxygen-containing gas and / or raw material introduction holes are installed,
Inner diameter 50 in which cooling water injection spray introduction holes 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 are installed in the reaction end zone 19 downstream of these third introduction holes.
It consists of a reaction continuation area of 0 mm and length of 400 mm, and the whole is covered with refractory. The rear part of the reaction end zone 19 is connected to the connecting pipe 20.
To a collection device (not shown) such as a bag filter.

【0033】なお本装置においてはアグリゲートサイズ
分布の調節を容易にするために、ベンチュリー部反応帯
域及び後部反応帯の原料導入孔及び/又は酸素含有ガス
導入孔は防熱ジャケットを設けて挿入,引抜きが自在の
構造で取り付けられ、また冷却水圧入噴霧器も同様に挿
入,引抜き自在構造になっている。 燃焼室における酸素含有ガスおよび燃料の供給量及び第
3の導入孔からの酸素含有ガス及び/又は原料の供給条件
および旋回方向などを適宜調節して、窒素吸着比表面積
(N2SA)、ストラクチャー(DBP,24M4DBP)、トルエン着色透
過度,比着色力,アグリゲート最多頻度値およびアグリゲ
ートサイズ分布指数Zの異なるカーボンブラックを製造
した。より詳しくは窒素吸着比表面積(N2SA)及びヨウ素
吸着量の制御は原料油導入量と導入酸化性ガス量の比率
により調整を行い、窒素吸着比表面積(N2SA)を大きくす
る場合又は粒子径を小さくする場合には酸素含有ガスの
導入量を増し、一方窒素吸着比表面積(N2SA)を小さくす
る場合又は粒子径を大きくする場合には酸素含有ガスの
導入量を減らして制御した。
In the present apparatus, in order to facilitate the adjustment of the aggregate size distribution, the material introduction holes and / or the oxygen-containing gas introduction holes in the venturi reaction zone and the rear reaction zone are inserted and withdrawn by providing a heat insulating jacket. Is mounted in a freely adjustable structure, and the cooling water press-in sprayer is also configured to be freely inserted and withdrawn. Supply and supply of oxygen-containing gas and fuel in the combustion chamber
The nitrogen-containing specific surface area is adjusted by appropriately adjusting the supply conditions and the turning direction of the oxygen-containing gas and / or raw material from the introduction hole of 3, and the like.
Carbon blacks having different (N 2 SA), structure (DBP, 24M 4 DBP), toluene coloring transmittance, specific coloring power, aggregate most frequent value, and aggregate size distribution index Z were produced. More specifically, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and the control of the iodine adsorption amount are adjusted by the ratio of the feed oil introduction amount and the introduced oxidizing gas amount to increase the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) or When decreasing the particle size, increase the amount of oxygen-containing gas introduced.On the other hand, when decreasing the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) or increasing the particle size, decrease the amount of oxygen-containing gas introduced and control. did.

【0034】また比着色力,24M4DBP,アグリゲートサイ
ズ分布及びZ値の制御は、主として反応室11における流動
状態すなわち反応室に導入する酸素含有ガス導入量、特
にNo.2,3導入孔から導入する燃料量と燃焼室2に設置し
たNo.5,6,7,8,9,10導入孔から導入する酸素含有ガス及
び/又は燃料油とベンチュリー部反応帯11に設置したNo.
12,13,14,15導入孔から導入する酸素含有ガス又は原料
油導入量及びベンチュリー後部反応帯(反応室)18に設置
したNo.16,17から導入する酸素含有ガス又は原料油導入
量を調節することによって行った。なお、No.12,13,14,15
の導入孔位置は模式的に表したもので具体的には反応帯
11のベンチュリー部のいずれの位置に設定することも可
能で、この流動変化による効果は特にNo.12,13,14,15の
いずれかの導入孔をベンチュリーの最狭径部に設置して
原料油を導入した場合に顕著である。
The control of the specific coloring power, 24M 4 DBP, the aggregate size distribution and the Z value is mainly controlled by the flow state in the reaction chamber 11, that is, the introduction amount of the oxygen-containing gas introduced into the reaction chamber, especially the No. 2 and 3 introduction holes. Nos. 5, 6, 7, 8, 9, and 10 installed in the combustion chamber 2 and the oxygen-containing gas and / or fuel oil introduced from the introduction holes and the No. 5 installed in the Venturi section reaction zone 11.
12, 13, 14, 15 The amount of oxygen-containing gas or feed oil introduced from the inlet and the amount of oxygen-containing gas or feed oil introduced from Nos. 16, 17 installed in the venturi rear reaction zone (reaction chamber) 18 are Performed by adjusting. No. 12, 13, 14, 15
The positions of the introduction holes are schematically shown in the reaction zone.
It can be set at any position in the venturi section of No. 11, and the effect of this flow change is particularly significant by installing any of the inlet holes No. 12, 13, 14, and 15 in the narrowest part of the venturi. This is remarkable when oil is introduced.

【0035】また単に酸素含有ガス量の調節のみでな
く、No.5■10導入孔からの燃料供給量を調節して、ベンチ
ュリー部での撹拌効果を増大させることによってもアグ
リゲートサイズ分布及びZ値を調節することができる。す
なわち燃料供給量が増加するとベンチュリー反応帯での
流速とガスの密度が増大するために撹拌効果が顕著にな
るためで、このような方法もアグリゲートサイズ分布及
びZ値を調節するために有効な手段となる。さらにこれに
加えて原料油の導入位置も大きな制御因子となってい
る。すなわちベンチュリー部の入り口に近い個所で原料
油を導入した場合には、ベンチュリー部の燃焼ガスの流
動速度、密度が増大した状態で原料を導入することとな
り、このような手段によってもアグリゲートサイズ分布
及びZ値は小さい側に移動し、逆に原料油の導入をベンチ
ュリー反応帯域よりも下流側に移動した場合には撹拌効
果が不十分になる結果、アグリゲートサイズ分布及びZ値
は大きくなる傾向がある。ただし、原料油の導入孔は1箇
所に限定するものではなくこれらの数箇所から分割して
導入することもでき、副次的に導入する酸素含有ガスに
ついても同様である。このため表1,2に示した『原料油主
導入位置』とは製造炉において最も前方の導入孔の位置
をいう。なおベンチュリー後部反応室18の前半部分に酸
素含有ガス及び/又は燃料流体を導入するための少なく
とも2個の導入管16,17が設けられているが、この導入管
はトルエン着色透過度を最終的に調節することを主な目
的とするもので、通常の反応条件においてこの導入管か
ら酸素含有ガスのみを導入すると予期しない酸化反応が
急速に生ずることになる。
In addition to simply adjusting the oxygen-containing gas amount, the aggregate size distribution and Z value can also be increased by adjusting the fuel supply amount from the No. 5-10 inlet to increase the stirring effect in the venturi section. The value can be adjusted. That is, when the fuel supply amount increases, the stirring effect becomes remarkable because the flow velocity and the gas density in the Venturi reaction zone increase, and such a method is also effective for adjusting the aggregate size distribution and the Z value. Means. In addition to this, the feed position of the feedstock is also a major control factor. That is, when the feedstock is introduced at a location near the entrance of the venturi, the feedstock is introduced in a state where the flow velocity and density of the combustion gas in the venturi are increased, and the aggregate size distribution is also increased by such means. And, when the value of Z moves to the smaller side, and when the introduction of the feedstock is moved to the downstream side of the Venturi reaction zone, the stirring effect becomes insufficient, so that the aggregate size distribution and the Z value tend to increase. There is. However, the feed hole for the feedstock oil is not limited to one location, and it can be divided and introduced from several locations, and the same applies to the oxygen-containing gas to be introduced as a secondary component. Therefore, the “feedstock main introduction position” shown in Tables 1 and 2 refers to the position of the forefront introduction hole in the production furnace. In addition, at least two inlet pipes 16 and 17 for introducing the oxygen-containing gas and / or the fuel fluid are provided in the first half of the rear chamber 18 of the venturi, and this inlet pipe has a final toluene color permeability. The main purpose of this is to adjust the flow rate so that if only the oxygen-containing gas is introduced from this introduction pipe under normal reaction conditions, an unexpected oxidation reaction will rapidly occur.

【0036】なおアグリゲートサイズ分布及びZ値の調
節は反応継続兼急速冷却室19での冷却水圧入噴霧位置を
調節することによっても行うことができる。すなわち噴
霧位置を炉の前方に設定すれば反応室領域は縮小し、ま
た噴霧位置を炉の後方に移動すれば反応室領域は拡大す
ることになるからである。さらにアグリゲートサイズ分
布及びZ値の調節は冷却水圧入量によっても可能である
ことが経験的に知られている。すなわち冷却水量が増加
すると反応ガスの温度が下がる結果、反応ガス量は小さ
くなるが、その一方で導入水に起因して発生する水蒸気
量が増加する結果、全体としてのガス量は導入水量の微
妙な調節によっても達成できることになる。
The adjustment of the aggregate size distribution and the Z value can also be performed by adjusting the cooling water press-in spray position in the reaction continuation and rapid cooling chamber 19. That is, if the spray position is set to the front of the furnace, the reaction chamber area will be reduced, and if the spray position is moved to the rear of the furnace, the reaction chamber area will be enlarged. Further, it is empirically known that the aggregate size distribution and the Z value can be adjusted by the cooling water injection amount. That is, when the amount of cooling water increases, the temperature of the reaction gas decreases, and as a result, the amount of reaction gas decreases, but on the other hand, the amount of water vapor generated due to the introduced water increases. It can be achieved by various adjustments.

【0037】原料油としては比重(15/4℃)1.130、動粘
度16.8cSt(50℃)、残留炭素9.5%、初留点202℃,BMC1(米
国鉱山局の相関指数でこの値が高いほど芳香族性が高
い)160の性状を有する炭化水素原料を使用した。また燃
料油としては比重(15/4℃)0.980の性状を有する軽質炭
化水素原料,例えばナフサ又は灯油を使用した。しかし、
原料油,燃料油はここに挙げた特性のものに限定される
ものではなく、原料油としては石油蒸留残渣油,熱分解残
渣油が、また燃料油としては前記原料油又は天然ガス等
のものを生産者で自由に選択して使用することができ
る。 前記の原料油及び燃料油を使用して、前記カーボンブラ
ック製造条件により製造した各種カーボンブラックの製
造条件及びこの条件により製造したとき得られるカーボ
ンブラックの特性を表1,2に示す。 なお沈降分析によるカーボンブラックアグリゲートサイ
ズの測定は英国 Joyce Loebl社製 Disk Centrifugeを使
用して以下の測定条件及び手順に基づいて行った。
As the feedstock, specific gravity (15/4 ° C.) 1.130, kinematic viscosity 16.8 cSt (50 ° C.), residual carbon 9.5%, initial boiling point 202 ° C., BMC1 (correlation index of the U.S. Department of Mines A hydrocarbon raw material having a property of 160 (highly aromatic) was used. As the fuel oil, a light hydrocarbon raw material having a specific gravity (15/4 ° C.) of 0.980, such as naphtha or kerosene, was used. But,
The feedstock oil and fuel oil are not limited to those having the properties listed here, and the feedstock oil is a petroleum distillation residue oil and a pyrolysis residue oil, and the fuel oil is the feedstock oil or natural gas or the like. Can be freely selected and used by the producer. Tables 1 and 2 show the production conditions of various carbon blacks produced under the above-mentioned carbon black production conditions using the above-mentioned raw material oil and fuel oil, and the properties of carbon black produced under these conditions. The carbon black aggregate size was measured by sedimentation analysis using a Disk Centrifuge manufactured by Joyce Loebl in the UK under the following measurement conditions and procedures.

【0038】ソフト系カーボンブラックの場合には若干
の非イオン系界面活性剤を加えた30%メタノール水溶液
中に0.05■0.1%のカーボンブラックを加え、超音波処理
を施して完全に分散させたものを測定試料とする。Disk
Centrifuge中に25容量%グリセリン水溶液をスピン液と
して15■30mlを注加し、回転ディスクの回転数を6000rpm
として、0.1■0.5mlの純水を注加して常法によりバッフ
ァラインを形成させた後、上記カーボンブラック分散試
料液の0.2■0.3mlを注加する。 分散液の注加と同時に記録計を作動させ、回転ディスク
の外周近傍の一定点を沈降によって通過するカーボンブ
ラックアグリゲートの量を光学的に記録して、その量を
時間に対するヒストグラムとして記録する。一方,ハー
ド系カーボンブラックの場合には回転ディスクの回転数
を8000rpmとし、注加するカーボンブラック分散試料液を
0.02■0.03mlとする。
In the case of a soft carbon black, 0.05 to 0.1% carbon black is added to a 30% aqueous methanol solution to which a slight amount of a nonionic surfactant is added, and the dispersion is completely dispersed by ultrasonication. Is used as a measurement sample. Disk
Pour 15 ■ 30 ml of a 25% by volume glycerin aqueous solution into the Centrifuge as a spin solution, and rotate the rotating disk at 6000 rpm.
Then, 0.1 ■ 0.5 ml of pure water is poured to form a buffer line by a conventional method, and then 0.2 ■ 0.3 ml of the above carbon black dispersion sample solution is poured. The recorder is activated simultaneously with the addition of the dispersion, and the amount of carbon black aggregate passing through a certain point near the outer periphery of the rotating disk by settling is optically recorded, and the amount is recorded as a histogram with respect to time. On the other hand, in the case of hard carbon black, the rotation speed of the rotating disk is set to 8000 rpm, and the carbon black dispersion
0.02 ■ 0.03 ml.

【0039】ストークス相当径dの計算は以下のように
する。この分析装置は回転する円盤上に試料液を滴下し
て円盤の外周近傍の一定点を沈降により通過するカーボ
ンブラックアグリゲートの量を吸光度として光学的に測
定し、この測定量を時間に対する連続曲線として図1のよ
うに記録する。沈降時間から前記
The Stokes equivalent diameter d is calculated as follows. This analyzer optically measures the amount of carbon black aggregate passing through a certain point near the outer periphery of the disk by settling down by dropping a sample solution onto a rotating disk as absorbance, and this measured amount is a continuous curve against time. As shown in FIG. From the settling time

【数2】により、ストークス相当径に換算すると図1に示
すようにカーボンブラックアグリゲート相当径とその頻
度(数光度)の対応曲線が得られる。沈降時間を下記式に
よりストークス相当径に換算しカーボンブラックアグリ
ゲートのストークス相当径とその頻度のヒストグラムを
得る。遠心沈降分析法によって与えられるストークス径
d(nm)は次式で与えられる。
When converted into the Stokes equivalent diameter by Equation 2, a corresponding curve of the carbon black aggregate equivalent diameter and its frequency (several luminous intensity) is obtained as shown in FIG. The sedimentation time is converted into a Stokes equivalent diameter by the following equation to obtain a histogram of the Stokes equivalent diameter of the carbon black aggregate and its frequency. Stokes diameter given by centrifuge analysis
d (nm) is given by the following equation.

【0040】[0040]

【数14】 この式において、ηは測定用カーボンブラック懸濁物分
散用液体の粘性係数(センチポイズ)を、Rはln(R0/R1)、た
だしR0は回転ディスク中心から測定点までの距離(mm)
を、R1は回転ディスク中心から沈降開始点までの距離(m
m)を,またNは回転ディスクの回転数(rpm)を、ρpは測定
用カーボンブラックの密度(g/cc)、すなわちρp=1.86
を、
[Equation 14] In this equation, η is the viscosity coefficient (centipoise) of the carbon black suspension dispersion liquid for measurement, R is ln (R 0 / R 1 ), where R 0 is the distance (mm) from the center of the rotating disk to the measurement point. )
The distance R 1 until precipitation starting point from the rotating disk center (m
m), N is the number of revolutions (rpm) of the rotating disk, ρp is the density (g / cc) of the carbon black for measurement, that is, ρ = 1.86.
To

【数15】 は測定用カーボンブラック分散用液体の密度(g/cc)を、t
は沈降に要する時間(分)を、dはストークス相当径(nm)を
表す。ただしカーボンブラック懸濁物の測定温度,ディス
クの回転数及び分散液量を一定とすると、tを除く各項は
定数となるので、ここでKを
(Equation 15) Is the density (g / cc) of the carbon black dispersion liquid for measurement, t
Represents the time (minutes) required for sedimentation, and d represents the Stokes equivalent diameter (nm). However, assuming that the measurement temperature of the carbon black suspension, the number of rotations of the disk, and the amount of the dispersion liquid are constant, each term except for t is a constant.

【数14】のように定義するとWhen defined as

【数2】が得られる。## EQU2 ## is obtained.

【0041】例えば、スビン液を25容量%のグリセリン
水溶液25mlとし、測定温度を25℃,回転ディスクの回転数
を6000rpmとした場合にはKの値は792.0となる。またス
ビン液として蒸留水17.5mlを注加し、測定温度を20℃と
し、回転ディスクの回転数を8000rpmとした場合には280.
5となる。従って、表1におけるDstは図2におけるDst(mod
e)であり、
For example, when the spin solution is 25 ml of a 25% by volume glycerin aqueous solution, the measurement temperature is 25 ° C., and the rotation speed of the rotating disk is 6000 rpm, the value of K is 792.0. In addition, 17.5 ml of distilled water was poured as a spinning solution, the measurement temperature was 20 ° C., and the rotation speed of the rotating disk was 8,000 rpm.
It becomes 5. Therefore, Dst in Table 1 is Dst (mod
e) and

【数7】は図2における数 in FIG. 2

【数3】と[Equation 3] and

【数4】から求められるCalculated from

【数6】であり、Where:

【数17】 によって求められる。なお[Equation 17] Required by Note that

【数3】はEquation 3 is

【数18】 で与えられる。 その他のカーボンブラックの試験方法は以下の方法によ
った。 (1)ヨウ素吸着量,DBP吸収量,比着色力,トルエン着色透
過度の各項目についてはJIS K6221ー1982。 (2)窒素吸着比表面積についてはASTM D3037ー88のB法。 (3)24M4DBPについてはASTM D3493ー88。
(Equation 18) Given by Other carbon black test methods were as follows. (1) JIS K6221-1982 for each item of iodine adsorption amount, DBP absorption amount, specific coloring power, and toluene coloring transmittance. (2) Regarding the nitrogen adsorption specific surface area, method B of ASTM D3037-88. (3) For 24M 4 DBP, ASTM D3493-88.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】カーボンブラックをバンバリーミキサーを
使用して、表3に示す配合処方でゴム配合し、得られたゴ
ム組成物の測定試験を表3に示す測定条件で実施した結
果を表4,5,6に示す。
Rubber was compounded with carbon black using a Banbury mixer according to the compounding recipe shown in Table 3, and a measurement test of the obtained rubber composition was carried out under the measuring conditions shown in Table 3. The results are shown in Tables 4, 5 and 5. See Figure 6.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】[0044]

【表5】 [Table 5]

【0045】[0045]

【表6】 [Table 6]

【0046】(1)カーボンブラックの各種グレードにつ
いて製造条件とZ値との関係を表1に示したが、実施例1,
5,9,13,17,21はZ値が規定範囲内にある場合で、この条件
としてはまず燃焼室導入空気量と反応室導入空気量の比
率の大きいことが挙げられ、次いで反応室導入空気の供
給位置を可及的前方にし、かつ多量の空気量を導入する
ことにより達成される。また実施例2は燃料供給量を多く
した場合、実施例6は原料油と燃料の両方を多くした場
合、実施例10は原料油と燃料供給量は変えないで原料油
をより上流側から導入した場合、実施例14は燃料供給量
を多くした上で原料油をより上流側から導入した場合、
実施例18は原料油供給量を多くするとともにその原料油
をより上流側から導入した場合、実施例22は原料油,燃料
供給量のいずれをも多くし、かつ原料油をより上流側か
ら導入した場合の例で、これらの実施例から明らかなよ
うに原料油を炉内反応域のガス流速及び密度の大きい状
態の箇所に導入することによってZ値を一定の範囲に限
定することができる。
(1) Table 1 shows the relationship between the production conditions and the Z value for various grades of carbon black.
5,9,13,17,21 are cases where the Z value is within the specified range.The condition is that the ratio of the amount of air introduced into the combustion chamber to the amount of air introduced into the reaction chamber is large first, and then the reaction chamber is introduced. This is achieved by making the air supply position as forward as possible and introducing a large amount of air. In Example 2, when the fuel supply amount was increased, in Example 6, when both the feed oil and the fuel were increased, in Example 10, the feed oil was introduced from the more upstream side without changing the feed oil and the fuel supply amount. In the case of Example 14, when the feedstock is introduced from a more upstream side after increasing the fuel supply amount,
Example 18 increases the feedstock supply amount and introduces the feedstock from the more upstream side.Example 22 increases the feedstock oil and the fuel supply amount, and introduces the feedstock from the more upstream side. In this case, as apparent from these examples, the Z value can be limited to a certain range by introducing the feedstock oil into the reaction zone in the furnace where the gas flow rate and the density are high.

【0047】これに対して比較例3,7,11,15,19,23はZ値
が規定範囲の上限を越える場合の例で、この例では燃焼
室導入空気量と反応室導入空気量の比率は対応する実施
例に比較すると小さく、すなわち総空気量は同一である
が反応室導入空気量は実施例に比較して少なく、かつす
べての反応室導入孔から少量の空気量をほぼ均一に導入
した場合である。一方反応室導入空気量をさらに少なく
した上、反応室後部から空気を導入するようにすると比
較例4,8,12,16,20,24に示すように、Z値は著しく小さく
なり規定値の下限を外れてしまうことになる。
On the other hand, Comparative Examples 3, 7, 11, 15, 19, and 23 are examples in which the Z value exceeds the upper limit of the specified range. In this example, the amount of air introduced into the combustion chamber and the amount of air introduced into the reaction chamber are compared. The ratio is small compared to the corresponding example, that is, the total air amount is the same, but the amount of air introduced into the reaction chamber is smaller than that of the example, and a small amount of air is almost uniformly discharged from all the reaction chamber introduction holes. This is the case when introduced. On the other hand, if the amount of air introduced into the reaction chamber was further reduced and air was introduced from the rear of the reaction chamber, the Z value was significantly reduced as shown in Comparative Examples 4, 8, 12, 16, 20, and 24, and the specified value was reduced. You will fall outside the lower limit.

【0048】(2)次にZ値とゴム配合特性の関係について
みてみると、表2の天然ゴム配合,SBR1500ゴム配合,SBR1
712ゴム配合において、Z値が規定範囲内に存在するハー
ド系カーボンブラック(N220級とN351級品)の実施例1,2
及び5,6では反発弾性を同一レベルに維持しながら耐摩
耗性が大幅に向上している状況がわかる。なお一般に反
発弾性に代表されるゴムのヒステリシス特性は耐摩耗性
と反比例する関係にあるが、この特性のどちらかのみの
向上は従来技術によって容易に達成することができた。
またゴム配合物の補強性の指標として一般には300%モ
ジュラスが挙げられるが、300%モジュラスが増大すると
それに付随して耐摩耗性も増加する傾向があることは公
知であるから、反発弾性と耐摩耗性の両立効果が成立す
る条件としては300%モジュラスがほぼ一定の条件下に
おける反発弾性と耐摩耗性の関係をもって評価しなけれ
ばならない。
(2) Next, the relationship between the Z value and the rubber compounding characteristics is shown in Table 2. Natural rubber compounding, SBR1500 rubber compounding, SBR1
Examples 712 and 2 of hard carbon blacks (N220 grade and N351 grade) in which the Z value is within the specified range in 712 rubber compounding
5 and 6, it can be seen that the abrasion resistance has been greatly improved while maintaining the same level of rebound resilience. In general, the hysteresis characteristic of rubber represented by rebound resilience is inversely proportional to the abrasion resistance, but improvement of only one of these characteristics could be easily achieved by the prior art.
In addition, as an index of the reinforcing property of a rubber compound, a 300% modulus is generally cited, but it is known that when the 300% modulus increases, the abrasion resistance also tends to increase. As a condition for satisfying the abrasion compatibility effect, it is necessary to evaluate the relationship between rebound resilience and abrasion resistance under a condition where the 300% modulus is almost constant.

【0049】これに対してZ値が規定範囲を上回る比較
例3,7においてはいずれのゴム組成物においても反発弾
性の向上は認められるものの耐摩耗性を対照品である通
常の生産品レベルに維持することができていない。またZ
値が規定範囲の下限以下になる比較例4,8では補強性の
向上、すなわち耐摩耗性の向上は維持できるが、反発弾性
の低下を招くことになり、耐摩耗性とヒステリシス特性
の二律背反特性を満足することはできない。
On the other hand, in Comparative Examples 3 and 7 in which the Z value exceeds the specified range, the improvement of the rebound resilience was observed in any of the rubber compositions, but the abrasion resistance was reduced to the level of a normal product as a control product. Have not been able to maintain. Also Z
In Comparative Examples 4 and 8 in which the value is equal to or less than the lower limit of the specified range, the improvement of the reinforcing property, that is, the improvement of the abrasion resistance can be maintained, but the rebound resilience is reduced, and the abrasion resistance and the hysteresis characteristic are traded off. Can not be satisfied.

【0050】またいわゆるソフト系品種であるN550,N66
0,N762,N754級品については実施例9.10,13,14,17,18,2
1,22において反発弾性を対照品の従来製品と同等レベル
に維持しつつ各ゴム配合組成物の300%モジュラス及び
引張特性で代表される補強性を向上させることができ、
さらにEPDMゴム配合組成物の押出特性を有意に改善する
ことができる。 一方、比較例11,15,19,23はZ値が下記式の規定範囲の上
限を越える例で、引張強さ等の補強的特性を従来対照品
レベルに維持することができない。ソフト系品種にあっ
てはハード系品種の場合と相違して、Z値の補強性への寄
与が大きくなっているという特徴がある。さらに比較例1
2,16,20,24はZ値が下記式の規定範囲の下限以下の場合
で引張強度等の補強性の向上は維持できるものの押出特
性が劣化している。 0.385−(0.0005×N2SA)≧Z
≧0.218−(0.0005×N2SA)
Also, so-called soft varieties N550 and N66
Examples for 0, N762, N754 grade products are 9.10,13,14,17,18,2
In 1,22, it is possible to improve the reinforcing properties represented by the 300% modulus and tensile properties of each rubber compound composition while maintaining the rebound resilience at the same level as the conventional product of the control product,
In addition, the extrusion properties of EPDM rubber compounding compositions can be significantly improved. On the other hand, Comparative Examples 11, 15, 19, and 23 are examples in which the Z value exceeds the upper limit of the specified range of the following formula, and the reinforcing properties such as tensile strength cannot be maintained at the level of the conventional control. Unlike the hard varieties, the soft varieties are characterized by a greater contribution of the Z value to the reinforcing properties. Comparative Example 1
Samples Nos. 2, 16, 20, and 24 have Z values below the lower limit of the range defined by the following formula, but the extrusion properties are deteriorated although the improvement of the reinforcing properties such as tensile strength can be maintained. 0.385− (0.0005 × N 2 SA) ≧ Z
≧ 0.218− (0.0005 × N 2 SA)

【0051】なお以上のZ値を制御する場合において、Z
値を小さくすることにより所望のゴム配合特性を顕著に
向上させるためにはZ値以外のカーボンブラックの他の
物理化学的特性との関係についても考慮しておく必要が
ある。例えば、ソフト系カーボンブラックにおいてはまず
JIS K6221 6.2.4に規定されているトルエン着色透過度
は少なくとも30%以上であって75%未満を維持するよう
に製造条件を設計する必要がある。トルエン着色度をか
かる範囲に限定することにより、配合ゴム組成物の加硫
特性、例えばムーニースコーチタイムを短くすることが
でき、この結果ゴム製品成形時の型流れを防止するとと
もに、加硫工程での作業性を改善することができる。ただ
し、トルエン着色透過度が30%に達しない場合は配合ゴ
ムの汚染性が大きくなり好ましくない結果を招来する。
また、ハード系カーボンブラックにおいてはトルエン着
色透過度を低くすることは、ムーニースコーチタイムが
短くなることになり加硫ゴムの焼け現象を生ずるという
不都合を生じるため、少なくとも75%以上を維持できる
ような製造条件の設計をする必要がある。
When controlling the above Z value, Z
In order to remarkably improve the desired rubber compounding characteristics by decreasing the value, it is necessary to consider the relationship between carbon black and other physicochemical characteristics other than the Z value. For example, for soft carbon black,
It is necessary to design the production conditions so that the toluene coloring transmittance specified in JIS K6221 6.2.4 is at least 30% or more and less than 75%. By limiting the degree of toluene coloring to such a range, the vulcanization properties of the compounded rubber composition, for example, Mooney scorch time, can be shortened, and as a result, mold flow during rubber product molding can be prevented, and in the vulcanization step, Workability can be improved. However, if the toluene coloring transmittance does not reach 30%, the contamination of the compounded rubber becomes large, which results in an undesirable result.
On the other hand, in the hard carbon black, lowering the toluene coloring transmittance results in a disadvantage that the Mooney scorch time is shortened and a burning phenomenon of the vulcanized rubber occurs, so that at least 75% or more can be maintained. It is necessary to design the manufacturing conditions.

【0052】次にヨウ素吸着量と窒素吸着比表面積の比
(IA/N2SA)は0.90ないし1.10の間にあることが必要で、こ
のような限定要件がクリヤーできるような製造条件の設
計をする必要がある。ヨウ素吸着量は分子量の大きいヨ
ウ素を吸着媒体として使用しているために、カーボンブ
ラック表面がタール状未分解物質などにより著しく汚染
されていると異常に低い値を与える場合があり、ヨウ素
吸着量と窒素休着比表面積の比(IA/N2SA)が小さいカー
ボンブラック、特に粒子径の小さいハード系のカーボン
ブラックをゴムに配合すると焼け現象を生じ易く、また
分散不良を生じる原因になるからである。
Next, the ratio between the iodine adsorption amount and the nitrogen adsorption specific surface area
(IA / N 2 SA) needs to be between 0.90 and 1.10, and it is necessary to design the manufacturing conditions so that such limited requirements can be cleared. Since the iodine adsorption amount uses iodine with a high molecular weight as the adsorption medium, an abnormally low value may be given if the carbon black surface is significantly contaminated with tar-like undecomposed substances. Compounding carbon black with a small nitrogen resting specific surface area ratio (IA / N 2 SA), especially hard carbon black with a small particle size, to rubber can easily cause burning and cause poor dispersion. is there.

【0053】一方ヨウ素吸着量と窒素吸着比表面積の比
(IA/N2SA)が大きいカーボンブラックはカーボンブラッ
クのミクロ構造の発達が不十分であるために窒素吸着量
が少なかったり、あるいは表面性状に異常があるために
ヨウ素がカーボンブラック表面に吸着される以外の要因
で消耗することによって起こるものと考えられ、かかる
カーボンブラックをゴムに配合した場合にはゴムとの結
合が不十分となる結果、補強性の劣化につながり好まし
くないことになるからである。
On the other hand, the ratio between the iodine adsorption amount and the nitrogen adsorption specific surface area
Carbon black with a large (IA / N 2 SA) has a small nitrogen adsorption amount due to insufficient development of the carbon black microstructure, or iodine is adsorbed on the carbon black surface due to abnormal surface properties. It is considered to be caused by wear due to factors other than the above, and if such carbon black is blended with rubber, the bonding with rubber becomes insufficient, which leads to deterioration of reinforcing property and is not preferable. is there.

【0054】[0054]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】遠心沈降分析によりカーボンブラックアグリゲ
ートを測定した場合の経過時間と吸光度との関係を示す
測定曲線の一例である。
FIG. 1 is an example of a measurement curve showing the relationship between elapsed time and absorbance when carbon black aggregate is measured by centrifugal sedimentation analysis.

【図2】図1に示した曲線においてアグリゲートのスト
ークス相当径の対数と頻度値の関係をプロットしたもの
である。
FIG. 2 is a plot of the relationship between the logarithm of the Stokes equivalent diameter of the aggregate and the frequency value in the curve shown in FIG. 1;

【図3】本願発明カーボンブラックの製造に用いられる
装置の一例を示す縦断面図である。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of an apparatus used for producing carbon black of the present invention.

【図4】図3のA部分の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a portion A in FIG. 3;

【図5】図3のB部分の拡大断面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a portion B in FIG. 3;

【図6】図3のC部分の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a portion C in FIG. 3;

【0055】[0055]

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 二流体バーナー 2 燃焼室 3,4 酸素含有ガス導入孔 5■10 酸素含有ガス及び/又は燃料導入孔 11 ベンチュリ部反応帯域 12■17 酸化性ガス及び/又は原料導入孔 18 後部反応室 21■27 冷却水圧入噴霧導入孔 19 反応継続兼冷却水圧入帯域 20 後部連結管 1 Two-fluid burner 2 Combustion chamber 3,4 Oxygen-containing gas introduction hole 5 ■ 10 Oxygen-containing gas and / or fuel introduction hole 11 Venturi reaction zone 12 ■ 17 Oxidizing gas and / or raw material introduction hole 18 Rear reaction chamber 21 ■ 27 Cooling water injection spray introduction hole 19 Reaction continuation and cooling water injection zone 20 Rear connection pipe

【数16】 (Equation 16)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】窒素吸着比表面積(N2SA)とアグリゲートサ
イズ分布指数Zが下記の式で定義される範囲にあるカー
ボンブラック。 0.385+(0.0005×N2SA)≧Z≧0.218−(0.0005×N2SA) ここで、Zは下記の数式で定義される値である。 【数1】
1. A carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and an aggregate size distribution index Z in a range defined by the following formula. 0.385+ (0.0005 × N 2 SA) ≧ Z ≧ 0.218− (0.0005 × N 2 SA) Here, Z is a value defined by the following equation. (Equation 1)
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