KR101861360B1

KR101861360B1 - 카본 블랙, 그의 제조 방법, 및 그의 용도

Info

Publication number: KR101861360B1
Application number: KR1020110015608A
Authority: KR
Inventors: 아른트-페터 쉰켈; 미하엘 스타니쉐프스키; 콘니 포글러; 요아힘 프뢰리흐; 베른하르트 쉬바이거; 토마스 펠스터
Original assignee: 유비에스 리미티드
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2018-05-28
Also published as: EP2361954A1; SG173971A1; JP6140915B2; US8852739B2; KR20110097669A; ES2705228T3; CO6510132A1; MX2011002000A; BRPI1100212A2; AR080240A1; TR201816332T4; RU2011106363A; US20110207872A1; AU2011200732A1; CN102161843B; DE102010002244A1; RU2572321C2; JP2011174069A; HUE042859T2; PL2361954T3

Abstract

본 발명은 CTAB 표면적이 20 내지 49 m²/g이고, COAN이 90 ml/(100 g)을 초과하며, OAN과 COAN의 합이 235 ml/(100 g)을 초과하는 것을 특징으로 하는 카본 블랙에 관한 것이다.
상기 카본 블랙은 퍼니스 반응기에서 제조되며, 여기에서 카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료의 20 내지 55 중량%가 반응 영역의 처음 세 번째 내의 노즐을 통해 방사상으로 도입되고, 카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료의 나머지 양은 반응기 내의 적어도 하나의 추가 지점에서 노즐 상류를 통해 도입된다.
카본 블랙은 고무 혼합물에 사용될 수 있다.

Description

카본 블랙, 그의 제조 방법, 및 그의 용도 {CARBON BLACK, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND USE THEREOF}

본 발명은 카본 블랙, 그의 제조 방법, 및 또한 그의 용도에 관한 것이다.

카본 블랙의 구조는 고무 혼합물에서, 중합체의 카본 블랙에 대한 양호한 접착성이 존재할 경우, 카본 블랙의 보강 성질에 상당한 영향을 갖는 것으로 알려져 있다 [Donnet J.-B., Bansal R. C., Wang M.J. (ed.), Gersbacher M: Carbon Black, Marcel Dekker Inc., New York, (1993), ed. 2, p. 386]. 또 하나의 공지된 사실은 비표면적이 상승함에 따라 이력현상의 증가가 생기고 따라서 주기적인 응력-및-변형 조건 하에 에너지 소산이 존재한다는 점이다. 비표면적이 상승함에 따라 내마모성이 증가한다. 비표면적이 증가함에 따라 임프레션 세트(impression set)가 증가하는데, 이는 개스킷의 경우 특히 불리하며, 그 이유는 개스킷에 의해 발휘되는 압력의 부수적인 감소가 존재하기 때문이다. 이러한 이유로, 저-표면적 카본 블랙이 특히, 내마모성이 특별히 중요하지 않은공업용 고무 제품에 사용된다. 이들 카본 블랙은 또한 타이어 부분구조의 영역에서 사용될 수도 있다. 즉 카본 블랙의 비교적 낮은 비표면적이 이력현상의 저하를 초래하고 따라서 또한 감소된 구름 저항을 초래한다. 앞에서 언급한 바와 같이, 구조는 보강에 결정적인 영향을 갖는다. 타이어 부분구조에 의해 초래된 구름 저항의 증가는 보다 높은 연료 소비 및 따라서 더 높은 이산화 탄소 방출의 결과를 가져온다. 이는 경제적 및 환경적 이유에서 바람직하지 않다.

또한, 상기 구조(COAN, OAN)가 충분한 크기를 가질 경우 중합체 내 카본 블랙의 양호한 분산이 수득되는 것으로 알려져 있다 [Donnet, Bansal, Wang (ed.), Funt J.M., Sifleet W.L., Tomme M.: Carbon Black, Marcel Dekker Inc., New York, (1993), ed. 2, p. 390).

그러므로, 경제적 및 환경적 이유에서, 타이어 부분구조의 구름 저항을 낮추기 위해 낮은 비표면적을 사용하는 것이 바람직하다. 향상된 보강 효과를 사용하여 충전제 함량 및 따라서 성분 밀도를 감소시킴으로써, 성분의 중량을 낮추는 것이 또한 바람직할 것이다. 경제적 및 공정-기술상의 이유로, 고무 조성물에서 중합체 함량을 오일로 대체하는 것을 가능케 하도록 충전제의 향상된 보강 효과를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 충전제의 효과에 필수적인 또 하나의 요인은 분산의 정도이며, 따라서 분산시키기 용이한 충전제를 사용하는 것이 바람직하다.

US 2008/0110552 A1은 90 ml/(100 g)을 초과하고 150 ml/(100 g)보다 작은 COAN을 가지고, 50 m²/g을 초과하고 69 m²/g보다 작은 BET를 갖는 카본 블랙을 개시하고 있다. D_w 대 D_모드의 비인 분배 지수 DI는 1.15보다 높다. 상기 카본 블랙은 고무 혼합물에서 비-이상적 이력현상 수준을 초래하는데, 그 이유는 비표면적이 여전히 높기 때문이다.

US 2003/0013797 A1은 중합체 전도성 응용에서 10 내지 200 m²/g의 STSA, 15 내지 250 mg/g의 요오드가, 130% 이하의 틴트 값, 20 내지 450 ml/(100 g)의 DBPA, 20 내지 400 ml/(100 g)의 CDBP, 0.4 내지 2.5의 요오드가:STSA 비, 14 내지 250 nm의 평균 입자 크기, 및 1% 미만의 휘발성 성분 함량을 갖는 카본 블랙을 개시하고 있다.

US 005236992 A는 또한 45 내지 55 m²/g의 CTAB 비표면적, 48 내지 58 mg/g의 비요오드가, 65 내지 75%의 틴트 값, 90 내지 100 ml/(100 g)의 CDBP, 및 122 내지 132 ml/(100 g)의 DBP를 특징으로 하는 퍼니스 블랙을 개시한다. 상기 카본 블랙은 퍼니스 블랙 반응기의 제한된 단면적의 영역 내에서 오일의 방사상 및 축방향 첨가에 의해 제조된다. 이들 카본 블랙의 단점은 낮은 OAN 수준 및 OAN과 COAN 사이의 작은 차이이다. 더욱이, 상기 카본 블랙의 비표면적은 여전히 높아서, 부수적인 단점을 갖는다.

JP11-302557 A는 또한 25 내지 60 m²/g의 CTAB 표면적 및 DBP/(ml/100 g) > 0.6*CTAB/(m²/g) + 120을 갖는 카본 블랙을 개시한다. 본 방식에는 다음 수학식을 만족하는 스톡스(Stokes) 직경이 또한 요구된다.

상기 상황의 결과는 JP11-302557 A에서 제조된 카본 블랙이 비교적 작은 응집물을 포함한다는 것이다. 이들은 카본 블랙에 대하여 비-이상적인 성질 윤곽을 초래한다.

JP07-268148은 140 ml/(100 g)을 초과하는 DBP를 갖는 카본 블랙을 개시한다. 입자 크기는 d_p = 38 nm 또는 42 nm로 언급된다.

JP04-18438은 STSA < 60 m²/g 및 DBP ≤ 100 ml/(100 g)을 갖는 카본 블랙을 개시한다.

JP01-272645는 10 내지 40 ml/g의 요오드가 및 100 내지 500 ml/(100 g)의 DBP를 갖는 카본 블랙을 바람직하게 사용한다.

EP 1783178은 카본 블랙으로 사용되는 공급원료가 제1 단계에서 도입되고 고온 기체의 스트림과 조합되어, 반응 스트림 중 주로 카본 블랙으로 이루어진 전구체를 형성한 다음, 카본 블랙을 위해 사용되는 추가량의 공급원료 물질을 상기 전구체에 도입하여, 반응 스트림을 부분적으로 냉각시키고 이어서 전체 반응 스트림을 완전히 냉각시키는 퍼니스-블랙 공정을 개시하고 있다. 고온 기체의 스트림은 연료와 공기 등 산화제의 반응으로부터 연소 기체의 형태로 생성될 수 있으며, 여기에서 공기 대 연료의 비는 1:1 (화학량론적) 내지 무한 비까지 변할 수 있다.

본 발명의 목적은 고무 혼합물에서 양호한 분산성과 함께 매우 높은 보강 효과 및 낮은 이력현상을 나타내는 카본 블랙을 제공하는 것이다.

본 발명은 CTAB 표면적이 20 내지 49 m²/g, 바람직하게는 30 내지 48 m²/g, 특히 바람직하게는 35 내지 47 m²/g, 매우 특히 바람직하게는 38 내지 46 m²/g이고, COAN이 90 ml/(100 g)을 초과, 바람직하게는 95 ml/(100 g)을 초과, 특히 바람직하게는 98 ml/(100 g)을 초과, 특별히 바람직하게는 100 ml/(100 g)을 초과하고, OAN과 COAN의 합이 235 ml/(100 g)을 초과, 바람직하게는 250 ml/(100 g)을 초과, 특히 바람직하게는 260 ml/(100 g)을 초과, 특히 바람직하게는 270 ml/(100 g)을 초과하는 것을 특징으로 하는 카본 블랙을 제공한다.

그 4분위수 비는 1.60을 초과, 바람직하게는 1.65 내지 2.50, 특히 바람직하게는 1.70 내지 2.50, 매우 특히 바람직하게는 1.75 내지 2.50, 특별히 바람직하게는 1.80 내지 2.50, 극히 바람직하게는 1.85 내지 2.45일 수 있다.

본 발명의 카본 블랙의 응집물 크기 분포 스토크스 직경(Stokes diameter; D_St)의 모드는 > 6000 m²nm/g/CTAB + 60 nm일 수 있다.

본 발명의 카본 블랙은 펠렛화된 것일 수 있다. 카본 블랙은 특히 바람직하게는 습윤-펠렛화된 것일 수 있다.

본 발명의 카본 블랙에 대한 응집물 크기 분포의 모드에 대한 ΔD-50 값의 비는 0.95를 초과, 바람직하게는 1.0을 초과, 매우 특히 바람직하게는 1.05 이상일 수 있다.

본 발명의 카본 블랙의 경우 응집물 크기 분포의 D_w 값(질량-평균 입자 직경)은 200 nm를 초과할 수 있다.

본 발명의 카본 블랙의 경우 틴트 값은 120 미만, 바람직하게는 105 미만, 특히 바람직하게는 90 미만, 매우 특히 바람직하게는 75 미만일 수 있다.

본 발명의 카본 블랙의 경우 응집물 크기 분포의 모드에 대한 수-평균 직경의 비는 1.35를 초과, 바람직하게는 1.4를 초과할 수 있다.

본 발명의 카본 블랙은 가스 블랙, 채널 블랙, 램프 블랙, 또는 퍼니스 블랙일 수 있는데, 바람직하게는 퍼니스 블랙이다.

본 발명의 카본 블랙은 OAN > 100 ml/(100 g), 바람직하게는 > 130 ml/(100 g), 특히 바람직하게는 > 160 ml/(100 g)을 가질 수 있다.

본 발명의 카본 블랙의 평균 주요 입자 크기는 42 nm를 초과, 바람직하게는 43 nm 내지 160 nm 미만, 특히 바람직하게는 43 nm 내지 90 nm일 수 있다.

본 발명의 카본 블랙은 표면 개질되지 않고 후처리가 수행되지 않은 카본 블랙일 수 있다.

본 발명의 카본 블랙의 pH는 > 5일 수 있다.

본 발명의 고무 혼합물은 성형품의 제조, 예를 들면 공기를 넣는 또는 기타 타이어, 타이어 부분구조, 케이블 외피, 호스, 구동 벨트, 컨베이어 벨트, 롤 덮개, 구두 바닥, 봉합 고리, 윤곽, 및 제동 (damping) 요소의 제조에 적합하다.

본 발명의 카본 블랙의 장점은 고무 혼합물에서 낮은 손실 탄성율과 함께 매우 높은 전단 탄성율이다. 상기 카본 블랙의 또 다른 특성은 그것이 중합체의 다이 팽윤을 현저하게 억제한다는 것이다. 본 발명의 카본 블랙은 중합체에서 매우 양호한 분산성을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따라 카본 블랙을 제조하기 위한 퍼니스 반응기를 통한 길이방향 단면을 나타낸다.

세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드(cetyl trimethyl ammonium bromide; CTAB) 값은 ASTM D3765-04에 따라 측정된다.

BET 및 STSA 비표면적은 ASTM D6556-04에 따라 측정되었고, 섹션 10.4.4에서와 같은 상대 압력에 관계된 변수와 일치한다.

압축 시료의 오일 흡수 수(oil absorption number of compressed sample; COAN) 값은 다음 변수를 가지고 ASTM D3493-06에 따라 측정된다: 오일:파라핀; 종말점 결정 방법: 과정 B.

오일 흡수 수(oil absorption number; OAN)는 ASTM D2414-00에 따라 측정된다.

틴트 값은 다음 변수를 가지고 ASTM D3265-06에 따라 측정된다: 후버 뮬러 (Hoover Muller) 페이스트 제조, 에릭센 (Erichsen) 틴트 테스터 - 필름 낙하 방법.

pH는 ASTM D1512-00에 따라 측정된다.

주요 입자 크기는 ASTM D3849-07에 따라 측정된다.

4분위수 비(quartile ratio)는 응집물-크기 분포로부터 계산된다 (응집물-크기 분포의 하한 4분위수에 대한 상한 4분위수의 비).

본원에서 응집물-크기 분포는 ISO 15825 표준 (1판, 2004-11-01)에 따라, 다음을 수정하여 결정된다:

ISO 15825 표준의 섹션 4.6.3에 대한 보완: 이 모드는 질량에 의한 분포의 곡선에 관한 것이다 (질량 분포 곡선).

ISO 15825 표준의 섹션 5.1에 대한 보완: 사용되는 장비는 관련된 dcplw32 평가 소프트웨어, 버젼 3.81을 갖는 BI-DCP 입자 사이저(Particle Sizer)를 포함하며, 이들은 모두 브룩하벤 인스트루먼츠 코포레이션(Brookhaven Instruments Corporation, 750 Blue Point Rd., Holtsville, NY, 11742)으로부터 입수가능하다.

ISO 15825 표준의 섹션 5.2에 대한 보완: 사용되는 장비는 GM2200 초음파 제어 장치, UW2200 음파 변환기, 및 DH13G 초음파발생기(sonotrode)를 포함한다. 상기 초음파 제어 장치, 음파 변환기 및 초음파 발생기는 반델린 일렉트로닉 게엠베하(Bandelin electronic GmbH & Co. KG, Heinrichstrasse 3-4, D-12207 Berlin)로부터 입수가능하다. 초음파 제어 장치에 대하여 여기에서 설정된 값들은 다음과 같다: 전력 % = 50, 횟수 = 8. 이는 100 와트로 설정된 명목상 전력 수준 및 80%로 설정된 펄스 수준에 해당한다.

ISO 15825 표준의 섹션 5.2.1에 대한 보완: 초음파 시간을 4.5 분으로 설정한다.

ISO 15825 표준의 섹션 6.3에 주어진 정의는 "계면활성제"를 다음과 같이 정의함으로써 변경된다: "계면활성제"는 시그마-알드리치 케미 게엠베하(Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Industriestrasse 25, CH-9471 Buchs SG, Switzerland)로부터 입수가능한, 플루카(Fluka)의 제품인 음이온성 계면활성제인 노니데트 (Nonidet) P 40 대체물(Substitute)이다.

ISO 15825 표준의 섹션 6.5에 주어진 스핀 유체의 정의는 스핀 유체를 다음과 같이 정의함으로써 변경된다: 스핀 유체는 플루카의 제품인 노니데트 P 40 대체물 계면활성제 (섹션 6.3) 0.25 g을 취하고 이를 탈이온수(섹션 6.1)로 1000 ml로 만듦으로써 제조된다. 다음, 0.1 mol/l NaOH 용액을 이용하여 상기 용액의 pH를 9 내지 10으로 조절한다. 상기 스핀 유체는 제조된 후 최대 1 주 이내에 사용되어야 한다.

ISO 15825 표준의 섹션 6.6에 주어진 분산 유체의 정의는 분산 유체를 다음과 같이 정의함으로써 변경된다: 분산 유체는 200 ml의 에탄올(섹션 6.2) 및 0.5 g의 플루카 제품인 노니데트 P 40 대체물 계면활성제(섹션 6.3)를 취하고, 이를 탈이온수(섹션 6.1)로 1000 ml로 만듦으로써 제조된다. 다음, 0.1 mol/l NaOH 용액을 이용하여 상기 용액의 pH를 9 내지 10으로 조절한다. 상기 분산 유체는 제조된 후 최대 1 주 이내에 사용되어야 한다.

ISO 15825 표준의 섹션 7에 대한 보완: 사용되는 물질은 오직 펠렛화된 카본 블랙이다.

ISO 15825 표준의 섹션 8.1, 8.2 및 8.3에서의 지침은 함께 다음 지침에 의해 대체된다: 펠렛화된 카본 블랙을 마노 막자사발에서 가만히 분쇄한다. 다음, 20 ml의 분산 용액(섹션 6.6)을 30 ml 들이 비드-림 (beaded-rim) 병(직경 28 mm, 높이 75 mm, 벽 두께 1.0 mm)에서 20 mg의 카본 블랙과 혼합하고, 냉각조(16℃±1℃)에서 4.5 분의 시간 동안 (섹션 5.2.1) 초음파(섹션 5.2)로 처리하여, 카본 블랙이 상기 분산 용액에 현탁되게 한다. 초음파 처리 후, 견본을 5 분의 시간 내에 원심분리기 내에서 측정한다.

ISO 15825 표준의 섹션 9에 대한 보완: 투입되는 카본 블랙 밀도 값은 1.86 g/cm³이다. 투입되는 온도의 경우 온도는 섹션 10.11에 준하여 측정된다. 스핀-유체 유형에 대하여 "수성"이라는 옵션이 선택된다. 이는 스핀-유체 밀도의 경우 0.997(g/cc)의 값 및 스핀-유체 점도의 경우 0.917(cP)의 값을 부여한다. dcplw 32 소프트웨어: 파일 = carbon.prm; 미에(Mie) 보정에서 선택가능한 옵션을 이용하여 광-산란 보정이 적용된다.

ISO 15825 표준의 섹션 10.1에 대한 보완: 원심분리 속도는 11 000 r/분으로 설정된다.

ISO 15825 표준의 섹션 10.2에 대한 보완: 0.2 cm³의 에탄올(섹션 6.2) 대신 0.85 cm³의 에탄올(섹션 6.2)을 주입한다.

ISO 15825 표준의 섹션 10.3에 대한 보완: 정확히 15 cm³의 스핀 유체(섹션 6.5)를 주입한다. 다음, 0.15 cm³의 에탄올(섹션 6.2)을 주입한다.

ISO 15825의 섹션 10.4의 지침은 완전히 생략한다.

ISO 15825 표준의 섹션 10.7에 대한 보완: 데이터 기록의 시작 직후, 원심분리기의 스핀 유체를 0.1 cm³의 도데칸(섹션 6.4)으로 덮는다.

ISO 15825 표준의 섹션 10.10에 대한 보완: 측정 곡선이 1 시간 내에 기준 선까지 돌아오지 않을 경우, 다른 원심분리-회전 속도로 재시작하기 보다는 측정을 정확히 1 시간의 측정 시간 후에 종료한다.

ISO 15825 표준의 섹션 10.11에 대한 보완: 측정 온도를 결정하기 위한 지침에 기재된 방법을 사용하는 대신, 컴퓨터 프로그램에 입력될 측정 온도 T를 다음 수학식과 같이 결정한다:

식 중, Ta는 측정 전 측정 챔버의 온도이고 Te는 측정 후 측정 챔버의 온도이다. 그 온도 차이는 4°K를 넘지 않아야 한다.

ΔD-50 값 및 모드는 전술한 ISO 15825 표준에 따라 응집물 크기 분포로부터 유사하게 수득된다.

본 발명은 또한, 연소 영역에서 산소-함유 기체 중 연료의 연소에 의해 고온 배기 가스의 스트림을 생성하고, 상기 연소 영역으로부터의 배기 가스를 제한된 단면의 영역을 거쳐 통과하지 않고 반응 영역 내로 통과시킨 다음 종료 영역으로 통과시키고, 카본 블랙을 위해 사용된 공급 원료를 상기 반응 영역 내 고온 배기 가스 내로 도입하도록 혼합하고, 상기 종료 영역에서 물 분무를 도입하여 카본 블랙 형성을 종료함으로써, 반응기 축을 따라 연소 영역, 반응 영역 및 종료 영역을 포함하는 퍼니스-블랙 반응기에서 본 발명의 카본 블랙을 제조하는 방법이며, 카본 블랙을 위해 사용되는 공급 원료의 20 내지 58 중량%, 바람직하게는 30 내지 50 중량%가 반응 영역의 방사상으로 처음 세 번째 내의 노즐을 통해 도입되고 카본 블랙을 위해 사용되는 공급 원료의 나머지 양은 적어도 하나의 추가 지점에서 노즐 상류를 통해 반응기 내로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

반응 영역은 카본 블랙을 위한 공급원료의 첫 번째 첨가와 함께 시작되어, 냉각으로 종료된다.

산소-함유 기체는 산소-보강되지 않은 공기일 수 있다.

반응기의 치수는 두 번째 오일 첨가 후에 더 커질 수 있다. 이는 복수의 단계에서, 아니면 하나의 단계에서 수행될 수 있다. 하나의 단계 만을 사용하는 것이 바람직하다.

두 번째 오일 첨가에서 반응기 단면적 대 그 하류의 반응 공간에서의 반응기 단면적의 단면적 비는 1.0 미만, 바람직하게는 0.5 미만, 특히 바람직하게는 0.1 미만, 극히 바람직하게는 0.05 미만일 수 있다.

연료는 액체이거나, 어느 정도 액체이고 어느 정도 기체상이거나, 기체상일 수 있다.

사용되는 연료 분무화기는 순수하게 압력을 이용하여 작동되는 분무화기 (1-유체 분무화기) 또는 내부 또는 외부 혼합을 이용하는 2-유체 분무화기를 포함할 수 있다. 연료는 순수하게 압력을 이용하여 작동되는 분무화기 (1-유체 분무화기)를 이용하거나, 내부 또는 외부 혼합을 이용하는 2-유체 분무화기를 사용하여 도입될 수 있다. 연료가 액체일 경우, 조건은 다음 요인을 균형맞추기 위한 방식으로: 분무화 공정 도중 수득되는 방울 크기, 카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료를 만나기 전 이들 방울의 체류 시간, 및 반응 온도: 사용되는 연료의 질량 흐름의 80%를 초과하는 양이 카본 블랙을 위한 공급원료를 만날 때 기체상이 되도록 선택될 수 있다. 특히, 2-유체 분무화기 및 액체 연료의 사용이, 처리량과 무관하게 넓은 범위 내에서 방울 크기를 조절할 수 있게 하고, 따라서 카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료를 만나기 전 연료의 체류 시간과 반응 온도 사이에 균형될 수 있게 한다.

방울-크기 분포는 광학적 방법의 도움으로 결정될 수 있다. 다양한 상업적 노즐 제조자가 이들 수단을 서비스로 공급하는데, 그 예가 뒤젠-슐릭 게엠베하(Duesen-Schlick GmbH, D-96253 Untersiemau/Coburg, Germany)이다. 방울의 체류 시간, 및 공정 내 반응 온도는 컴퓨터-보조된 레올로지 시뮬레이션 계산을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들면, 플루언트(Fluent Deutschland GmbH, 64295 Darmstadt)의 제품인 "플루언트", 버전 6.3은 사용되는 퍼니스 반응기를 시뮬레이트 할 수 있는 시판되는 소프트웨어 이고, 측정된 방울-크기 분포를 포함하여 들어오는 공정 스트림의 모든 것을 입력 후, 그의 기초를 이루는 화학적 모델을 이용하여 연료 방울의 체류 시간 및 증기화 속도, 및 반응 온도를 계산할 수 있다.

카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료는 방사상 침을 이용하여 노즐을 통해 도입될 수 있다. 사용되는 방사상 침의 수는 2 내지 32, 바람직하게는 3 내지 16, 특히 바람직하게는 3 내지 8일 수 있다.

카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료는 반응 영역의 시작 (카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료의 첫 번째 첨가) 시에 축방향으로 공급될 수 있다.

카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료는 액체 또는 기체상이거나, 어느 정도는 액체이고 어느 정도는 기체상이다.

카본 블랙을 위해 사용되는 액체 공급원료는 압력에 의해, 수증기에 의해, 기체, 예를 들면 압축된 공기에 의해, 또는 기체상 공급원료에 의해 분무화될 수 있다.

카본 블랙을 위해 사용될 수 있는 액체 공급원료는 액체 지방족 또는 방향족, 포화 또는 불포화 탄화수소, 탄화수소를 함유하는 화합물, 예를 들면 액체 바이오매스, 또는 재생가능한 공급원료, 또는 이들의 혼합물, 또는 코울 타르, 증류물, 또는 석유 분획의 촉매 크래킹 도중 또는 나프타나 기체 오일의 크래킹에 의한 올레핀 생성 도중 생성된 잔류 오일이다.

카본 블랙을 위해 사용되는 기체상 공급원료는 기체상 지방족, 포화 또는 불포화 탄화수소, 이들의 혼합물, 또는 천연 가스일 수 있다.

"K 인자"가 공기의 과량을 특징화하기 위한 변수로 종종 사용된다. K 인자는 연료의 화학량론적 연소를 위해 필요한 공기의 양과 연소 공정 내에 도입되는 공기의 실제 양 사이의 비이다. 그러므로 1의 K 인자는 화학량론적 연소를 의미한다. 과량의 공기가 존재할 경우, K 인자는 1보다 작다. 본 발명의 방법에서 K 인자는 0.2 내지 1.0일 수 있다. K 인자는 바람직하게는 0.3 내지 0.9, 특히 바람직하게는 0.3 내지 0.8일 수 있다.

기재된 방법은 임의의 특정 반응기 기하학적 형태에 국한되지 않으며, 오히려 다양한 반응기 형태 및 반응기 크기에 적응될 수 있다.

카본 블랙을 위한 공급원료용 분무화기는 순수하게 압력을 이용하여 작동되는 분무화기 (1-유체 분무화기) 또는 내부 또는 외부 혼합을 이용하는 2-유체 분무화기일 수 있다. 카본 블랙을 위해 사용되는 액체 공급원료로 사용되는 분무화 매질은 기체상 공급원료, 또는 증기나 기체, 예를 들면 공기일 수 있다.

2-유체 분무화기가 카본 블랙을 위해 사용되는 액체 공급원료를 분무화하는 데 사용될 수 있다. 1-유체 분무화기의 경우, 처리량의 변화는 또한 방울 크기의 변화를 초래할 수 있지만, 2-유체 분무화기의 경우 방울 크기는 실질적으로 처리량과 무관하게 조절될 수 있다.

카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료가 액체 공급원료 및 기체상 공급원료, 예를 들면 메탄을 동시에 포함하는 경우, 기체상 공급원료는 고온 배기 가스의 스트림 내로 전용 세트의 기체 침에 의해 상기 공급원료로부터 별도로 주입될 수 있다.

본 발명의 카본 블랙은 보강 충전제 또는 기타 충전제, UV 안정화제, 전도성 카본 블랙 또는 안료로 사용될 수 있다. 본 발명의 카본 블랙은 고무, 플라스틱, 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크, 기타 잉크, 토너, 래커, 페인트, 종이, 페이스트, 배터리에, 및 화장품에, 및 아스팔트, 콘크리트, 난연성 재료 및 기타 건축 자재에 사용될 수 있다. 본 발명의 카본 브랙은 야금술 목적을 위해 환원제로 사용될 수 있다.

본 발명의 카본 블랙은 고무 혼합물에서 보강 카본 블랙으로 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 적어도 1종의 고무, 바람직하게는 적어도 1종의 디엔 고무, 특히 바람직하게는 적어도 천연 고무, 및 적어도 1종의 본 발명의 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 혼합물을 제공한다.

본 발명의 카본 블랙의 사용될 수 있는 양은 사용되는 고무의 양을 기준으로 10 내지 250 phr (100 고무당 부), 바람직하게는 20 내지 200 phr, 특히 바람직하게는 30 내지 170 phr, 매우 특히 바람직하게는 30 내지 150 phr이다.

본 발명의 고무 혼합물은 실리카, 바람직하게는 침전 실리카를 포함할 수 있다. 본 발명의 고무 혼합물은 유기실록산, 예컨대 비스(트리에톡시실릴프로필) 폴리설피드 또는 (머캅토오르가닐)-알콕시실란을 포함할 수 있다.

본 발명의 고무 혼합물은 고무 보조제를 포함할 수 있다.

본 발명의 고무 혼합물의 제조에 적합한 물질은 천연 고무 뿐만 아니라 합성 고무도 있다. 바람직한 합성 고무는 예를 들면 문헌[W. Hofmann, Kautschuktechnologie [Rubber technology], Genter Verlag, Stuttgart 1980]에 기재되어 있다. 이들은 특히

- 폴리부타디엔 (BR),

- 폴리이소프렌 (IR),

- 전체 중합체를 기준으로 바람직하게는 1 내지 60 중량%, 특히 바람직하게는 2 내지 50 중량%의 스티렌 함량을 갖는, 스티렌/부타디엔 공중합체, 예컨대 에멀션 SBR (ESBR) 또는 용액 SBR (SSBR),

- 클로로프렌 (CR),

- 이소부틸렌/이소프렌 공중합체 (IIR),

- 전체 중합체(NBR)를 기준으로 바람직하게는 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 아크릴로니트릴 함량을 갖는 부타디엔/아크릴로니트릴 공중합체,

- 부분적으로 또는 완전히 수소화된 NBR 고무 (HNBR),

- 에틸렌/프로필렌/디엔 공중합체 (EPDM),

- 에틸렌/프로필렌 공중합체 (EPM) 또는

- 카르복시, 실란올 또는 에폭시 기와 같은 관능기를 추가로 갖는 상기 언급된 고무, 예를 들면 에폭시화 NR, 카르복시-관능성 NBR, 또는 실란올- (-SiOH) 또는 실록시-관능성 (-Si-OR) SBR, 및 또한 이들 고무의 혼합물을 포함한다.

트럭-타이어 부분구조의 제조는 바람직하게는 천연 고무, 또는 그의 디엔 고무와의 혼합물을 사용할 수 있다.

자동차-타이어 부분구조의 제조는 바람직하게는 SBR, 또는 그의 다른 디엔 고무와의 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명의 고무 혼합물은 반응 촉진제, 산화방지제, 열 안정화제, 광 안정화제, 오존방지제, 가공 보조제, 가소제, 점착부여제, 발포제, 염료, 안료, 왁스, 증량제, 유기 산, 난연제, 금속 산화물, 및 또한 활성화제, 예컨대 디페닐구아니딘, 트리에탄올아민, 폴리에틸렌 글리콜, 알콕시-말단 폴리에틸렌 글리콜, 또는 헥산트리올과 같은 추가의 고무 보조제를 더 포함할 수 있으며, 이들은 고무 산업에 공지되어 있다.

고무 보조제의 사용되는 양은 통상적이며, 특히 의도된 용도에 의존한다. 통상적인 양의 예는 고무를 기준으로 0.1 내지 50 phr의 양일 수 있다.

사용될 수 있는 가교제는 황, 유기 황 공여체, 또는 광방사, 또는 자유 라디칼 생성제이다. 본 발명의 고무 혼합물은 더 나아가서 가황 촉진제를 포함할 수 있다.

적합한 가황 촉진제의 예는 머캅토벤즈티아졸, 설펜아미드, 구아니딘, 티우람, 디티오카르바메이트, 티오우레아 및 티오카르보네이트일 수 있다.

가황 촉진제 및 가교제의 사용될 수 있는 양은 고무를 기준으로 0.1 내지 10 phr, 바람직하게는 0.1 내지 5 phr이다.

고무를 충전제, 또한 적절하다면 고무 보조제, 및 적절하다면 유기실란과 배합하는 것은 통상의 혼합 장치, 예컨대 롤, 내부 믹서, 및 혼합 압출기 내에서 또는 그 위에서 수행될 수 있다. 이러한 유형의 고무 혼합물은 통상적으로 내부 믹서에서 제조되는데, 다음 것들이 도입되는 하나 이상의 이어지는 열기계적 혼합 단계와 함께 100 내지 170℃에서 시작된다: 고무, 본 발명의 카본 블랙, 적절하다면 실리카, 및 적절하다면 유기실란, 및 고무 보조제. 개별적인 성분의 첨가 순서 및 첨가 시점은 여기에서, 혼합물로부터 수득되는 성질에 결정적인 영향을 가질 수 있다. 다음, 가교 화학물질을 수득되는 고무 혼합물과, 내부 믹서에서 또는 롤 시스템 상에서, 40 내지 130℃에서, 바람직하게는 50 내지 120℃에서 혼합할 수 있고, 상기 혼합물은 그 후 가공되어 이어지는 공정 단계, 예를 들면 성형 및 가황을 위한 미정제 혼합물로 알려진 것을 수득하게 한다.

본 발명의 고무 혼합물의 가황은 80 내지 200℃, 바람직하게는 130 내지 180℃의 온도에서, 적절하다면 10 내지 200 bar의 압력 하에 수행될 수 있다.

실시예

실시예 1 (카본 블랙의 제조):

본 발명의 카본 블랙은 도 1에 나타낸 카본-블랙 반응기에서 제조된다.

도 1은 퍼니스 반응기를 통한 길이방향 단면을 나타낸다. 카본-블랙 반응기는 연소 챔버(5)를 가지며, 여기에서 연료의 초화학량론적 연소에 의해 카본 블랙 오일의 열분해를 위한 고온의 공정 기체가 생성된다. 기체상 또는 액체 연료가 본 발명의 카본 블랙을 제조하는 데 사용될 수 있다.

연소 공기는 연료 공급에 대하여 동심으로 분포된 복수의 구멍(2)에 의해 도입된다. 연료는 연료 챔버의 말단 위에 탑재된 버너에 의해 첨가된다.

상기 연소 챔버 내에 도입된 오일 침(lance)(1)이 또한 존재하며, 그를 통해 카본 블랙을 위해 사용되는 공급 원료가 반응기 내로 도입된다. 오일 침은 본 발명의 방법의 수행을 적정화하기 위해 축방향으로 배치될 수 있다. 연소 챔버는 제한된 단면(6)의 영역까지 원뿔모양으로 좁아진다. 카본 블랙을 위해 사용되는 공급 원료는, 제한된 단면의 영역에 있거나 그 앞에 있는 방사상 침(3)에 의해 노즐을 통해 도입된다. 제한된 단면의 영역을 통과한 후, 반응 기체 혼합물은 반응 챔버(7) 내로 유입된다.

L3 및 L5는 카본 블랙 오일을 오일 침(1과 3)을 이용하여 고온 공정 기체 내로 주입하기 위한 다양한 위치를 나타낸다. 적합한 분무 노즐이 오일 침의 헤드에 구비되었다. 각각의 주입 위치에서, 반응기의 주변에 걸쳐 적어도 4 개의 주입기가 분포되어 있다.

종료 영역에서는, 물이 냉각-수 침(4)을 통해 시스템 내에 분무된다.

도 1은 연소 영역, 반응 영역 및 종료 영역을 특징적으로 나타내기 위해 로마숫자 I 내지 III을 사용한다. 이들의 정확한 축방향 치수는 버너 침, 오일 침, 및 냉각-수 침 각각의 위치에 의존한다. 반응 영역은 카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료의 첫 번째 첨가와 함께 시작되어 L4에서 물의 첨가로 종료된다.

사용되는 반응기의 치수는 다음 목록에서 찾아볼 수 있다:

본 발명의 카본 블랙을 제조하기 위해, 천연 가스를 연료로 사용할 수 있고, 카본 블랙을 위해 사용되는 공급원료는 91 중량%의 탄소 함량 및 6 중량%의 수소 함량을 갖는 카본 블랙 오일을 포함할 수 있다.

사용되는 비교용 카본 블랙은 에보닉 데구사 게엠베하(Evonik Degussa GmbH)로부터 입수가능한 코락스 (Corax^®) N550 및 코락스^® N660이다.

본 발명의 카본 블랙의 제조를 위한 반응기 변수는 표 1에 나열되어 있다.

제조된 카본 블랙에, 특징화 및 고무 혼합물 내에 도입되기 전에, 통상의 습윤 펠렛화 공정을 수행한다.

표 2는 제조된 카본 블랙에 대한 분석 데이터를 나열한다:

실시예 2 (천연 고무에서 가황물 시험):

하기 표 3은 천연 고무 혼합물을 위해 사용되는 조성물을 부여한다. 여기에서 단위 phr은 사용되는 미정제 고무 100 부를 기준으로 한 중량부를 의미한다.

고무 혼합물 및 그 가황물의 일반적인 제조 방법은 문헌["Rubber Technology Handbook", W. Hofmann, Hanser Verlag 1994]에 기재되어 있다.

SMR10 천연 고무, ML4 = 60~70은 도입 혼합공정에 앞서 통상의 방법에 의해 롤 밀 상에서 적어도 24 시간 동안 곤죽으로 만들고, 상기 곤죽으로 만드는 공정 후 실온에서 최대 1 주 동안 중간 보관된 SMR10이다. 상기 곤죽으로 만든 SMR10의 경우 ML 1+4 (100℃) 값은 60 내지 70의 범위이다. ML 1+4 값은 DIN 53523/3에 따라 측정된다.

천연 고무는 란세스(Lanxess)로부터 입수가능하다.

벌카녹스^® 4020은 라인 케미 게엠베하(Rhein Chemie GmbH)의 제품인 산화방지제 6PPD이다. 벌카녹스^® HS는 란세스 아게(Lanxess AG)의 제품인 산화방지제 TMQ이다. 프로텍터^® G3108은 파라멜트 비.뷔.(Paramelt B.V.)의 제품인 오존방지제이다. 레노그란(Rhenogran^®) TBBS-80은 바이엘 아게(Bayer AG)의 제품인, 80%의 활성 성분을 포함하는 TBBS-형 가황 촉진제이다.

스테아르산은 칼딕 도이치란트 게엠베하(Caldic Deutschland GmbH)의 제품인 에데노르 (EDENOR) ST1이다.

ZnO는 아른스퍼거 케미칼리엔 게엠베하(Arnsperger Chemikalien GmbH, 50858 Cologne, Germany)의 제품인 ZnO RS RAL 844 C이다.

황 가황제는 라보르케미 한델스게젤샤프트 (Laborchemie Handelsgesellschaft Sankt Augustin, Germany)의 제품인 80/90 KMS 분마된 황이다.

사용되는 카본 블랙은 비교용 카본 블랙 1(CORAX^® N550) 또는 본 발명의 카본 블랙인 "카본 블랙 1"이다. 비교용 카본 블랙 1은 에보닉 데구사 게엠베하(Evonik Degussa GmbH)로부터 입수가능하다.

고무 혼합물은 표 4의 혼합 명세에 따르는 내부 믹서에서 제조되었다.

표 5는 고무 시험을 위해 사용된 방법을 대조한다. 이들은 또한 이하의 실시예에도 적용된다.

저항 측정을 위해 사용되는 견본-제조 방법은 다음과 같다:

두께 2 mm의 가황물 시트로부터 원형 블레이드(Φ = 82 mm)를 이용하여 견본을 찍어내고, 이소프로판올을 사용하여 그리스를 제거하였다. 캘리퍼(Φ = 30 mm)를 이용하여 시험 견본의 두께를 여러 위치에서 0.01 mm까지 정밀하게 측정하였다. 견본의 평균 두께를 부피 저항을 계산하는 데 사용한다.

원형의 주형 및 은 마커를 사용하여 전도성 은 200 페인트로 덮일 면적을 표시하였다. 전도성 은 페인트를 적용하고 시험 견본을 1 시간의 건조 시간 후 측정하도록 준비한다. 피셔 엘렉트로닉(Fischer Elektronik)의 제품인 밀리-TO3 장비를 사용하여 전기 부피 저항 및 전기 표면 저항을 측정한다.

괴트페르트(Goettfert, D-74711 Buchen)의 제품인 레오그래프 6000 고압 모세관 레오미터를 사용하여 100℃의 온도에서 겉보기 점도를 측정한다.

알파 테크놀로지즈(Alpha Technologies UK, 74078 Heilbronn)의 제품인 RPA 2000 장비를 이용하여 동적인 전단을 적용함으로써 토크 요소 S' 및 S"를 측정한다.

표 6은 가황물 시험의 결과를 나타낸다. 혼합물을 위한 가황 시간은 150℃에서 15 분이다.

DIN 마모 (mm³) 값이 높을수록, 고무 혼합물의 내마모성은 조악하다. 따라서 내마모성 지수는 각각의 카본 블랙 군 내 각각의 카본 블랙에 대하여 다음과 같이 계산된다:

내마모성 지수 = (기준 카본 블랙의 DIN 마모 / DIN 마모) * 100.

그러므로 100을 초과하는 내마모성 지수는 각각의 기준 카본 블랙에 비하여 향상된 내마모성을 나타내고 100 미만의 값은 저하된 내마모성을 나타낸다.

바늘 온도(℃) 값이 높을수록, 열 생성의 수준이 더 높고 따라서 고무 혼합물 내 동적 응력에 대한 이력현상이 더 높아지며, 따라서 예상되는 구름 저항은 조악해진다.

구름-저항 지수 = (기준 카본 블랙의 바늘 온도 / 바늘 온도) * 100.

그러므로 100을 초과하는 구름-저항 지수는 각각 기준 카본 블랙에 비하여 향상된, 즉 감소된 구름 저항을 나타내고, 100 미만의 값은 저하된 구름 저항을 나타낸다.

표 6의 결과는 본 발명의 카본 블랙을 비교용 카본 블랙과 비교할 경우 이들이, 더 높은 구조 값으로 인하여, 전단 실험 및 신장율 실험의 양자에서 더 높은 경성을 나타내는 것을 보여준다. 이는 비교용 카본 블랙의 보강 수준을 부여하기 위한 카본 블랙 함량을 감소시킴으로써 상기 혼합물의 밀도를 낮추는 것을 가능하게 한다. 또한 더 높은 구조 값은 동일한 1차 입자 크기의 경우 더 큰 응집물을 초래한다. 이는 최종적으로 보다 낮은 tan(δ) 값을 초래한다. 비교용 카본 블랙 1과 필적할만한 경도 수준을 부여하기 위한, 상응하는 카본 블랙 함량의 감소는 상기 tan(δ) 값을 더 낮출 것이다.

실시예 3 (EPDM에서의 가황물 시험):

하기 표 7은 EPDM 혼합물을 위해 사용되는 제제를 제공한다.

리폭솔 4000은 브렌타크 게엠베하(Brenntag GmbH)의 제품인 4000 g/mol의 몰 질량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜이다.

부나 EPG 5455는 라인 케미 게엠베하(Rhein Chemie GmbH, Germany)의 제품인 EPDM 고무이다.

선파 150은 쉴 앤 자일라커 게엠베하(Schill & Seilacher GmbH)의 제품인 파라핀계 오일이다.

페르카지트 TBZTD PDR D는 베버 앤 쉐르(Weber & Schaer)의 제품인 TBZTD 가황 촉진제이다.

스테아르산은 칼딕 도이치란트 게엠베하의 제품인 에데노르 ST1이다.

가황 촉진제 벌카시트® 머캅토 C는 라인 케미 게엠베하의 제품인 2-머캅토벤조티아졸이다.

레노큐어 TP/S는 라인 케미 게엠베하의 제품인 가황 촉진제이다.

ZnO는 아른스퍼거 케미칼리엔 게엠베하(50858 Cologne, Germany)의 제품인 ZnO RS RAL 844 C이다.

황 가황제는 라보르케미 한델스게젤샤프트 (Sankt Augustin, Germany)의 제품인 80/90 KMS 분마된 황이다.

사용되는 카본 블랙은 비교용 카본 블랙 1(CORAX^® N550) 또는 본 발명의 카본 블랙인 "카본 블랙 1"이다. 비교용 카본 블랙 1은 에보닉 데구사 게엠베하로부터 입수가능하다.

고무 혼합물은 표 8의 혼합 명세에 따르는 내부 믹서에서 제조되었다.

표 9는 가황물 시험의 결과를 나타낸다. 혼합물을 위한 가황 시간은 170℃에서 16 분이다.

표 9의 결과는 본 발명의 카본 블랙이 높은 경도, 보다 낮은 tan(δ), 보다 높은 공 되튐, 보다 낮은 압축 경화, 및 보다 높은 300 탄성율, 보다 높은 S' 값, 및 현저하게 더 좋은 분산을 부여한다는 것을 보여준다. 선파 오일을 가하면, 성질 윤곽이 저하된다. 60 phr 내지 70 phr의 오일이 첨가되는 경우, 수득되는 성질 윤곽은 기준 혼합물의 것과 유사하다. 그러나, 높은 오일 함량의 경우에도 양호한 분산 성질은 유지된다. 가교되지 않은 혼합물(50 phr의 선파 오일)의 점도는 기준 혼합물의 것과 비교할만하다. 오일 함량이 상승함에 따라 혼합물의 점도가 예상한 대로 하락하며, 이는 더 나은 가공성을 수반한다.

실시예 4 (NR/SBR에서 가황물 시험):

NR/SBR 혼합물을 위해 사용된 제제를 하기 표 10에 나타낸다.

크리놀 1712는 라인 케미의 제품인 SBR이다.

가황 촉진제 벌카시트^® DM/MG-C는 라인 케미의 제품인 MBTS이다.

NR RSS 1은 크란 케미(Krahn Chemie)로부터 입수가능한 천연 고무이다.

벌카녹스 HS/LG는 라인 케미의 제품인 TMQ이다.

산화방지제 벌카녹스^® 4020/LG는 란세스 아게의 제품인 6PPD이다.

스테아르산은 칼딕 도이치란트 게엠베하의 제품인 에데노르 (EDENOR) ST1이다.

가황 촉진제 벌카시트® CZ/EG-C는 란세스 아게의 제품인 CBS이다.

가황제 황은 칼리 케미 아게(Kali Chemie AG, Hanover, Germany)의 제품인 100% 분마된 황이다.

사용되는 카본 블랙은 비교용 카본 블랙 1(CORAX^® N 550), 비교용 카본 블랙 2 (CORAX^® N660) 또는 본 발명의 카본 블랙인 "카본 블랙 1"이다. 비교용 카본 블랙 코락스^® N550 및 코락스^® N660은 에보닉 데구사 게엠베하로부터 입수가능하다.

고무 혼합물은 표 11의 혼합 명세에 따라 내부 믹서에서 제조된다. 혼합물의 가황 시간은 150℃에서 20 분이다.

표 12는 가황물 시험의 결과를 나타낸다.

표 12의 결과는 NR/ESBR 혼합물(혼합물 8) 중 본 발명의 카본 블랙(카본 블랙 1)이 비교용 혼합물 7보다 높은 경도, 60℃에서 보다 낮은 tan(δ) 값, 보다 높은 공 되튐, 보다 높은 300 탄성율, 및 보다 높은 복합 탄성율 E*을 초래함을 보여준다.

본 발명의 카본 블랙의 함량이 44 phr로 감소할 경우 (혼합물 10), 수득되는 경도 및 복합 탄성율 E*는 혼합물 7의 것과 유사하다. 반대로, 60℃에서의 tan(δ)는 기준 혼합물 7에 비하여 현저하게 저하되어, 예를 들면 그 혼합물이 타이어의 부분구조에 사용될 경우 감소된 구름 저항을 부여한다. 코락스^® N660도 마찬가지로, 상대적으로 낮은 그의 비표면적으로 인하여, 낮은 tan(δ) 값(60℃) (혼합물 7 및 혼합물 11)을 가지며, 이것이 비교용으로 사용될 경우, 동일한 경도 및 동일한 복합 탄성율(혼합물 12)의 경우 그 결과는, 본 발명의 카본 블랙으로 제조된 혼합물(혼합물 10)과 비교할 때 보다 높은 tan(δ) 값(60℃)이다.

Claims

CTAB 표면적이 20 내지 49 m²/g이고, COAN이 90 ml/(100 g)을 초과하고, OAN과 COAN의 합이 235 ml/(100 g)을 초과하며, 4분위수 비가 1.60을 초과하는 것을 특징으로 하는 카본 블랙.
제1항에 있어서, 모드 D_St가 > 6000 m²nm/g/CTAB + 60 nm인 것을 특징으로 하는 카본 블랙.
제1항 또는 제2항에 있어서, OAN과 COAN의 합이 250 ml/(100 g)을 초과하는 것을 특징으로 하는 카본 블랙.
제1항 또는 제2항에 있어서, 질량-평균 입자 직경이 200 nm를 초과하는 것을 특징으로 하는 카본 블랙.
연소 영역(I)에서 산소-함유 기체 중 연료의 연소에 의해 고온 배기 가스의 스트림을 생성하고, 상기 연소 영역(I)으로부터의 배기 가스를 제한된 단면(6)의 영역을 거쳐 통과하지 않고 반응 영역(II)으로 통과시킨 다음, 종료 영역(III)으로 통과시키고, 카본 블랙을 위해 사용된 공급 원료를 상기 반응 영역(II) 내 고온 배기 가스 내로 도입하도록 혼합하고, 상기 종료 영역(III)에서 물 분무를 도입하여 카본 블랙 형성을 종료함으로써, 반응기 축을 따라 연소 영역(I), 반응 영역(II) 및 종료 영역(III)을 포함하는 퍼니스-블랙 반응기에서 제1항에 따르는 카본 블랙을 제조하는 방법이며, 카본 블랙을 위해 사용되는 공급 원료의 20 내지 58 중량%가 제한된 단면(6)의 영역 내의 노즐을 통해 도입되고, 카본 블랙을 위해 사용되는 공급 원료의 나머지 양은 상류의 노즐을 통해 적어도 하나의 추가 지점(L3)에서 반응기 내로 도입되는 것을 특징으로 하는, 제1항에 따르는 카본 블랙의 제조 방법.
제1항에 있어서, 보강 충전제 또는 기타 충전제, UV 안정화제, 전도성 카본 블랙 또는 안료로서 사용되는 것을 특징으로 하는 카본 블랙.
제1항에 있어서, 고무, 플라스틱, 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크, 기타 잉크, 토너, 래커, 페인트, 종이, 페이스트, 배터리에서, 및 화장품에서, 및 아스팔트, 콘크리트, 난연성 재료 및 기타 건축 자재에서 사용되는 것을 특징으로 하는 카본 블랙.
적어도 1종의 고무 및 제1항에 따르는 적어도 1종의 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 혼합물.
제8항에 있어서, 고무가 디엔 고무임을 특징으로 하는 고무 혼합물.
제9항에 있어서, 상기 디엔 고무가 천연 고무, EPDM 고무, 또는 SBR 고무임을 특징으로 하는 고무 혼합물.
제1항 또는 제2항에 있어서, OAN과 COAN의 합이 250 ml/(100 g)을 초과하고 질량-평균 입자 직경이 200 nm를 초과하는 것을 특징으로 하는 카본 블랙.
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