KR950004188B1 - Carbon black for tire tread rubber - Google Patents
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Abstract
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Description
제1도는 본 발명의 카번블랙 제조에 사용되는 오일 퍼니스의 예의 약단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of an example of an oil furnace used to make the carbon black of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 연소실 2 : 제1반응실1: combustion chamber 2: first reaction chamber
3 : 제2반응실 4 : 광경반응실3: second reaction chamber 4: photoreaction chamber
5A : 원료유 분사노즐 5B : 원로유 분사노즐5A: Raw
6 : 연소버너 7 : 냉각수 분사노즐6: combustion burner 7: cooling water injection nozzle
8 : 공기 공급구8: air supply port
본 발명은 고 내마모성 및 고 반발탄성이 요구되는 패선저 카의 타이어 트레드용 고무에 유용한 카번블랙에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to carbon black which is useful in rubber for tire treads in a loster car where high wear resistance and high resilience are required.
패선저 카의 타이어 트레드를 구성하는 고무성분에는 고반발탄성 및 저 발연성 따위 구동에너지의 손실을 억제하는 동적성능의 부여를 필요로 한다.The rubber component constituting the tire tread of the loser car requires the provision of dynamic performance that suppresses the loss of driving energy such as high resilience and low smoke.
전술한 동적성능을 배합 카번블랙의 특성면에서 개선하기 위하여는 입자경이 큰(즉, 비표면적이 작은) 특성의 카번블랙을 배합하는 것이 유효한 것으로 돼 있다. 그렇지만, 이런 품종의 카번블랙은 타이어 트레드로서 가장 중요한 대마모성을 후퇴시키는 결과를 초래한다.In order to improve the above-mentioned dynamic performance in terms of the properties of the blended carbon black, it is effective to blend the carbon black having a large particle size (that is, a small specific surface area). Nevertheless, this breed of Cavern Black results in the retraction of the most important wear properties as tire treads.
발명자 등은 상호 이율배반의 동적성능 및 내마모성을 타이어 트레드에 동시에 부여하는 관점의 연구를 하여왔다.The inventors have studied in view of simultaneously giving the tire tread the dynamic performance and the abrasion resistance of mutual rate doubling.
이 연구는 카번블랙의 입자경, 비표면적 및 스트럭쳐 따위 카번블랙의 기본적 특성에 더하여, 고무에 내마모성과 반발탄성을 동시에 부여하기 위해 유용한 미시적 선택의 특성을 해명하고 실증하는 것이었고, 본 발명자 등은 이미 특개소 59-14024호 특개소 63-225639호 및 특개 평 1-201367등으로 신규의 카번 블랙을 제안하였다.In addition to the basic properties of carbon black, such as particle size, specific surface area, and structure, the research has elucidated and demonstrated the properties of micro-selections useful for simultaneously providing abrasion resistance and resilience to rubber. No. 59-14024, No. 63-225639 and No. Hei 1-201367 and the like proposed a new carbon black.
본 발명은 착색력과 블랙니스로 이루어지는 패러미더 및 애그리게이트 분포와 표면활성도로 이루어지는 패러미터를 각각 인정범위내에 유지시켜 상기에 언급한 선행기술을 더 개선하는데 관한 것이다.The present invention relates to further improvement of the above-mentioned prior art by keeping the parameters consisting of coloring power and blackness and parameters consisting of aggregate distribution and surface activity, respectively, within the scope of recognition.
따라서, 본 발명의 목적은 고내마모성과 고 반발탄성을 동시에 부여할 수 있는 타이어 트레드 고무 용 카번 블랙을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a carbon black for tire tread rubber that can simultaneously provide high wear resistance and high resilience.
본 발명의 또하나의 목적은 패선전 카의 타이어 트레드 고무에 적합한 카번 블랙을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a carbon black suitable for tire tread rubber of a defeated car.
상기에 언급한 본 발명의 목적들은 질소흡착비표면적(N2SA) 65∼84㎡/g 및 DBP 흡유량 100∼150ml/100g의 하드 계 영역에 속하고 또 하기 (1),(2) 및 (3)식의 특성요건을 만족시키는 타이어 트레드 고무용 카번 블랙에 의해 달성될 수 있다.The above-mentioned objects of the present invention belong to the hard-based region of nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 65 to 84 m 2 / g and DBP oil absorption of 100 to 150 ml / 100 g, and the following (1), (2) and ( 3) can be achieved by carbane black for tire tread rubber that satisfies the characteristics requirements of the formula.
다만, 위식에 있어서, N2SA는 질소흡착비표면적(㎡/g), TINT는 비착색력(%), Bn은 블랙니스(%), △Dst(nm)는 응집체 스토크스 경분포곡선에 있어서의 최대빈도의 50% 빈도가 각각 얻어지는 두 스토크스 경의차, Dst(nm)는 응집체 스토크스 경의 분포곡선에 있어서의 최대빈도의 스토크스 경, 그리고 IA는 옥소흡착량(mg/g)이다.However, in the above formula, N 2 SA is the nitrogen adsorption specific surface area (㎡ / g), TINT is the non-pigmentation power (%), Bn is the blackness (%), and ΔDst (nm) is the aggregate Stoke's light distribution curve. The difference between the two Stokes diameters where 50% frequency of the maximum frequency is obtained, Dst (nm) is the Stokes diameter of the maximum frequency in the distribution curve of the aggregated Stokes diameter, and IA is the amount of oxo adsorption (mg / g).
본 발명으로 특정한 카번블랙의 특성항목 중, 질소흡착비표면적(N2SA) 65∼84㎡/g 및 DBP 흡유량100∼150ml/100g의 범위는 통상의 HAF 수준의 카번블랙과 동등의 하드계 영역에 속하고, 배합고무에 유리한 반발탄성과 저 발연성을 부여하는 한편, 극단의 내마모성의 후퇴를 억제하는 전제요건이 된다.Among the characteristics of the carbon black specific to the present invention, the range of 65 to 84 m 2 / g of nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and 100 to 150 ml / 100 g of DBP oil absorption is equivalent to that of the carbon black of normal HAF level. In addition to this, it is a precondition for providing resilient elasticity and low smoke resistance favorable to the compounded rubber and suppressing the retraction of extreme wear resistance.
질소흡착비표면적(N2SA) 및 DBP 흡유량이 각각 65㎡/g 이하 및 100ml/100g 이하인 경우에는 타이어트레드에 견디는 내마모성을 부여하기가 불가능하게 된다. 질소흡착비표면적(N2SA) 및 DBP 흡유량이 각각 84㎡/g 및 150ml/100g을 초과하는 경우에는 반발탄성의 감퇴가 현저하게 된다.When the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and the DBP oil absorption amount are 65
(1) 식 및 (2)식으로 표현되는 카번블랙의 성상은 정비표면적당 진비중 및 착색력과 블랙니스의 패러미터가 각각 저위이고 또 (3)식으로 표현되는 입자성상은 애그리게이트 분포화 표면활성도의 관계없이 일정치 이상이다.The characteristics of carbon black represented by formulas (1) and (2) are low in specific gravity per maintenance surface area and the coloring power and parameters of blackness are low, respectively, and the particulate properties represented by formula (3) are aggregated surface activity. Regardless of the above value.
상술한 전제요건을 만족시키고 게다가 이들 (1)∼(3)식의 선택적 특성요건을 만족시키는 경우에, 배합고무에 고 내마모성과 고 반발탄성을 동시에 부여할 수 있게된다.In the case of satisfying the above-described prerequisites and further satisfying the selective characteristic requirements of these formulas (1) to (3), high wear resistance and high resilience can be imparted to the compounded rubber at the same time.
고무성분에 고내마모성을 부여하기 위하여는 가급적으로 입자경을 작게하는 것이 유효한것으로 돼 있으며, 통상적으로 질소흡착비표면적 84㎡/g 이상의 것이 사용된다. 본 발명에 의하면, 진비중이 (1)식의 요건을 만족시킬 때 비표면적이 65∼84㎡/g의 영역의 것일지라도 내마모성이 효과적으로 향상된다. 그렇지만,(1)식으로 표현되는 진비중의 저위화는 착색력, 블랙니스등을 증대시키어 동적고무 성능의 저하를 초래한다. 이 동적 고무성능의 저하는 (2) 및 (3)식에 나타내는 선택된 입자 애그리게이트 성상의 조건을 만족시킴으로써 억제되고, 역으로 반발탄성을 증대시키는 방향으로 전화한다.In order to impart high wear resistance to the rubber component, it is effective to reduce the particle size as much as possible. Usually, a nitrogen adsorption specific surface area of 84
상기와 같은 특유의 작용은 특히 패선저 카의 타이어 트레드 고무에 요구되는 고 내마모성 및 고 반발탄성을 그들 간의 양호한 밸런스로 부여하는 효과를 발현한다.Such a specific action expresses the effect of giving a good balance between the high wear resistance and the high rebound elasticity, which is particularly required for the tire tread rubber of the loser car.
본 발명에 의한 카번블랙의 상기와 같은 특성들은 하기의 방법에 의해 측정된다The above characteristics of the carbon black according to the present invention are measured by the following method.
(1) 질소흡착비표면적(N2SA)(1) Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA)
ASTM D3037-86 "Standard Test Method for Carbon Black-Surface Area by NitrogenAdsorption", Metod B에 따름.According to ASTM D3037-86 "Standard Test Method for Carbon Black-Surface Area by NitrogenAdsorption", Metod B.
이 발명에 의하여 측정한 IRB(Industry Reference Blacks) #5의 값은 80.3㎡/g이다.The value of Industry Reference Blacks (IRB) # 5 measured by this invention is 80.3
(2) DBP 흡유량(DBP)(2) DBP oil absorption (DBP)
JIS K 6221은 (1975) "고무용 카번블랙의 시험방법"6.1.2항, 방법 A(ASTM D2414-82에 상당)에 따름.JIS K 6221 is in accordance with (1975) Section 6.1.2, "Test method of rubber carbon black", Method A (equivalent to ASTM D2414-82).
규정된 양의 건조 카번블랙을 어드솝토미터의 혼합실에 넣는다. 뷰렛으로 프탈산 디부틸을 방울로 덜구면서 카번블랙에 가한다. 혼합실의 로터의 토크가 미리정해진 값에 도달하면 제한 스위치의 작동에 의해 뷰렛은 자동적으로 닫힌다. 흡유량은 하기의 식에 의해 계산된다.The prescribed amount of dry carbon black is placed in the mixing chamber of the admittometer. Dibutyl phthalate is added dropwise to the burben black with a burette. When the torque of the rotor of the mixing chamber reaches a predetermined value, the burette is automatically closed by the operation of the limit switch. The oil absorption amount is calculated by the following formula.
다만, DBP : 프탈산 디부틸의 흡유량(ml/100g)DBP: Oil absorption of dibutyl phthalate (ml / 100g)
V : 가한 프탈산 디부틸의 용적(ml)V: volume of dibutyl phthalate added (ml)
WD: 건조 카번블랙의 양(g)W D : Amount of dry carbon black (g)
(3) 진비중 :(3) busy weight:
카번블랙 시료를 떨어지는 뚜껑달린 도가니에 넣고 650±25℃의 온도로 5분간 탈휘처리(devolartilized)한다. 피크노미터 (pycnomether) 로 카번블랙을 적당량 계량하고, 소량의 벤젠으로 침적 시킨후, 2∼5mmHg의 진공하에 기포가 더 이상 생기지 않을 때까지 감압탈기한다. 이어서 피크노미터에 벤젠을 채우고 25±0.l℃의 온수조 안에 30분간 보지한다. 벤젠과 카번블랙을 함유하는 피크노미터를 계량한다.The carbon black sample is placed in a falling lid crucible and devolartilized for 5 minutes at a temperature of 650 ± 25 ° C. The appropriate amount of carbon black is measured with a pycnomether, deposited with a small amount of benzene, and degassed under reduced pressure until no more bubbles are formed under a vacuum of 2 to 5 mmHg. Subsequently, fill the pycnometer with benzene and hold for 30 minutes in a 25 ± 0.1 ° C hot water bath. Weigh pycnometer containing benzene and carbon black.
카번블랙의 진비중은 다음의 식에의해 산출된다.The true weight of carbon black is calculated by the following equation.
다만, A는 피크노미터의 질량,Where A is the mass of the picnometer,
B는 피크노미터+벤젠의 질량,B is the mass of pycnometer + benzene,
C는 피크노미터+카번블랙시표의 질량,C is the mass of the picnometer + carbon burn black
E는 피크노미터+카번블랙시료+벤젠의 질량, 그리고 d25 4는 벤젠의 비중이다.E is the mass of pycnometer + carbon black sample + benzene, and d 25 4 is the specific gravity of benzene.
이 방법으로 측정한 1RB #5의 진비중은 1.7781이다.The specific gravity of 1RB # 5 measured by this method is 1.7781.
(4) 착색력 (TINT) :(4) Coloring power (TINT):
ASTM D3265-85에 상응하는 JIS K 6221-82 "고무용 카번블랙의 시험방법" 6.1.3항에 따랐고, IRB #3이 대비시료로 사용되었다.JIS K 6221-82 corresponding to ASTM D3265-85, "Test Method for Rubber Carbane Black", was according to 6.1.3, and IRB # 3 was used as a control sample.
건조 카번블랙 0.1000g(±0.0002g)을 3.75g의 산화아연 및 2.20ml의 아미인유와, 후버형 분쇄기를 사용하여 100회전(1회 혼합에 25회전, 반복 4회)으로 혼합한다. 그 결과 얻은 반죽(paste)를 필름주걱(0.003인치)으로 유리판에 규정된 두께로 바른다. 유리판에 바른 카번블랙 반죽의 반사율(T)을 표준 카번블랙시료반죽의 80%의 반사율을 지시하게 조정된 반사광도계(Densicron, Welch Scinetific Co., A9155, 반사기헤드 # 3832A)로 측정한다. 카번블랙 시료의 착색력은 아래의 식에 의해 산출된다 :0.1000 g (± 0.0002 g) of dry carbon black is mixed with 3.75 g of zinc oxide and 2.20 ml of amine oil at 100 revolutions (25 revolutions per one time, 4 repetitions) using a Hoover grinder. The resulting paste is applied with a film spatula (0.003 inches) to the thickness specified on the glass plate. The reflectance (T) of the Cavan black dough applied to the glass plate is measured with a reflectometer (Densicron, Welch Scinetific Co., A9155, Reflector Head # 3832A) which indicates an 80% reflectivity of the standard Cavan black sample dough. The coloring power of the carbon black sample is calculated by the following formula:
착색력=80/T×[표준카번블랙의 착색력(%)] IRB #3의 틴트는 100%이다.Coloring power = 80 / Tx [Coloring power of standard carbon black (%)] The tint of
(5) 블랙니스(Bn) :(5) Blackness (Bn):
입도 149μm 이하의 건조카번블랙 시료 0.500g을 정확히 계량하고, 유리판 상에서 아마인 유를 적하하면서 충분히 이긴다. 그 결과의 반죽을 후버 형 멀러 상에서 하중 151 lb로 25×5회 혼련하여 측정유리판면에 필름을 형성한다. 미리 만들어진 기준시료 IRB #2로 형성한 필름 상에 댄시크론헤드(Densicron, WelchSientific Co., A9155반사헤드 3832A를 놓고 50%에 설정한다. 헤드를 적어도 3개소 이동시켰을 때의 미터의 값이 49.5∼50.0% 되는지를 확인한다. 이런 상태로 시료카번블랙의 필름상에 헤드를 놓고, 미터 값을 읽는다. 헤드를 5개소 이동하고 그의 평균치를 측정 치료하여 하기의 식에 의해 블랙니스를 산출한다 :0.500 g of a dry carbon black sample having a particle size of 149 µm or less is accurately weighed, and is sufficiently won while dropping linseed oil on a glass plate. The resulting dough is kneaded 25 * 5 times with a load of 151 lb on a hoover muller to form a film on the surface of the measuring glass. Place the Danshron head (Densicron, WelchSientific Co., A9155 reflecting head 3832A) on a film formed with a pre-made reference
블랙니스=50/T×100(%)Blackness = 50 / T × 100 (%)
다만, T는 시료카번블랙의 측정치, 100은 기준시로 IRB #2의 블랙니스, 50은 기준시료 IRB #2 필름의 설정치이다.However, T is the measured value of the sample carbon black, 100 is the blackness of
(6), △Dst :(6) , ΔDst:
JIS K6221(1975),6.2.1항, A방법에 따라 카번블랙 시료를 건조시킨다. 건조 카번블랙 시료를 정확히 개량하여 소량의 계면활성제(분산제)를 함유하는 20% 에탄올 수용액과 혼합하여 카번블랙농도 50mg/1의 분산액을 작성하고, 이를 초음파로 충분히 분산시켜서 시료로 한다. 디스크 센트리퓨지장치(영국 JoyesLoeb1 사제)를 8000rpm의 회전속도에 설정하고, 스핀액(2% 글리세린 수용액)을 10∼20ml 가한후 1ml의 버퍼 액(에탄올 수용액)을 첨가한다. 마지막으로 0.5ml의 시료를 주사기로 가한 후, 원심침강을 개시하고 동시에 기록계를 작동시켜서 광학적으로 응집체 스토크스 상당경이 분포곡선을 작성한다. 이렇게 마련된 분포곡선에 있어서의 최대빈도의 스토크스 상당 경을(nm)로 하고, 최대빈도의 50%의 빈도가 얻어지는 대소 2점의 스토크스 상당경의 차를 △Dst(nm)로 한다. 이 측정방법에 따른 ASTM D-24 Standard Reference Black C-3(N234)의및 △Dst는 각 80nm 및 60nm이다.Dry the carbon black sample according to JIS K6221 (1975), 6.2.1, method A. Accurately improve the dry carbon black sample and mix it with a 20% ethanol aqueous solution containing a small amount of surfactant (dispersant) to prepare a dispersion of carbon black concentration 50 mg / 1, which is sufficiently dispersed with ultrasonic waves to prepare a sample. A disk centrifuge device (manufactured by JoyesLoeb1, UK) is set at a rotational speed of 8000 rpm, 10-20 ml of spin liquid (2% aqueous glycerin solution) is added, and 1 ml of buffer liquid (ethanol aqueous solution) is added. Finally, 0.5 ml of the sample is added with a syringe, centrifugal sedimentation is started, and the recorder is operated at the same time to create an optically equivalent aggregate stoke distribution curve. Stokes equivalent diameter of the maximum frequency in the distribution curve It is set to (nm), and let the difference of the Stokes equivalence diameters of two small and small points which the frequency of 50% of the maximum frequency be obtained into (DELTA) Dst (nm). Of ASTM D-24 Standard Reference Black C-3 (N234) And Dst are 80 nm and 60 nm, respectively.
(7) 옥소 흡착량(IA)(7) Oxo adsorption amount (IA)
JIS K6221-1982 "고무용 카번블랙의 시험 방법"6.1.1항(ASTM D1510-81에 상응)에 따름.According to JIS K6221-1982 "Test Method for Rubber Carbon Black", 6.1.1 (corresponding to ASTM D1510-81).
상기에 언급한 특성을 갖는 본 발명의 카번블랙은, 예를 들어, 제 1 도에 보이는 바와 같은 오일 퍼니스를 사용하여 연료가스 흐름 양 및 반응체류 시간 따위 여러가지 조건의 제어에 의해 제조할 수 있다. 이 오일퍼니스는 두부에 접선방향 공기공급구(8)와 노축방향에 삽착한 연소버너(6)를 갖는 연소실(1)과, 이에 동축적으로 연설된 테이퍼 형상으로 협경화된 제1반응실(2), 계속 이어진 협경의 제2반응실(3), 및 냉각수분사노즐(7)이 설치된 광경반응실(4)로 이루어져 있다.The carbon black of the present invention having the above-mentioned characteristics can be produced, for example, by controlling various conditions such as fuel gas flow amount and reaction residence time using an oil furnace as shown in FIG. The oil furnace comprises a combustion chamber (1) having a tangential air supply port (8) in its head and a combustion burner (6) inserted into the furnace direction, and a first reaction chamber narrowed in a tapered shape coaxially speaking. 2), the
원료유는 제1반응실(2)의 최협경부에 분사된다. 이때, 원료유를 두부분으로 분할하여 그의 일부를 가스흐름과 동방향에, 또 일부를 가스흐름과 직각의 방향에 각각의 도입점이 동일평면이 되도록 도입하는 것이 효과적이다.The raw material oil is injected into the narrowest part of the
본 발명의 카번블랙은 통례의 방법에 따라 천연고무, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 부틸고무, 기타 상용의 카번블랙으로 보강가능한 각조의 합성고무, 혼합고무 따위의 일래스토머에 배합하여도 좋다.The carbon black of the present invention is formulated to elastomers such as natural rubber, styrene butadiene rubber, polybutadiene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, synthetic rubbers of various types that can be reinforced with commercially available carbon burn black according to conventional methods. You may also do it.
카번블랙의 배합비율은 고무성분 100중량부에 대하여 25∼150중량부이고, 카번블랙은 가황제, 가황촉진제, 노화방지제, 가황조게, 연화제, 가소제등의 필요성분과 함께 타이어 트레드용 고무 조성물에 배합되어도 좋다.The blending ratio of the carbon black is 25 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component, and the carbon black is mixed with the rubber composition for tire tread together with the necessary components such as a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, a vulcanizing agent, a softener and a plasticizer. You may be.
이하, 본 발명의 실시예를 비교예와 비교하여 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the Examples of the present invention will be described in more detail in comparison with Comparative Examples.
실시예 1∼3 및 비교예 1∼4Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4
(1) 카번블랙의 제조 :(1) Preparation of Cavan Black:
제1도에 보이는 바와 같이, 두부에 접선방향 공기공급구(8)와 노축방향에 삽착한 연소버너(6)를 갖는 연소실(1) (직경 50nm 및 길이 1000nm) 당해 연소실과 동축적으로 연결하여 완만하게 수립하는 협경 제1반응실 (2) 및 협경 제2반응실(3) (앞 반응실 : 입구부 직경 250nm, 최협경부 직경 180mm, 테이퍼부 길이1000nm, 최협경부 길이 300mm, 그리고 뒤 반응실 : 직경 200mm, 길이 1000mm) : 및 2개소에 냉각수 분사노즐(7,7)을 갖는 직경 400mm, 길이 6000mm의 후단 광경 반응실(4)를 연설한 오일 퍼니스를 설치하고, 전기 제1반응실의 최협경부에 노두부로부터 축방향으로 삽입된 원료유 분사노즐(5A), 그리고 노축과직각으로 관통하는 별개의 원료유 분사노즐(5B)을, 원료유의 분사위치가 동일 평면을 이루는 상태로 장착 하였다. 축방향의 원료유 분사 노즐(5A)은 분사각이 40∼45°이 되도록 조정하였다.As shown in FIG. 1, the combustion chamber 1 (50 nm in diameter and 1000 nm in length) having a tangential air supply port 8 in the head and a
주원료유로는 비중 1.072(15/4℃), 톨루엔 불용분 0.06%, 상관계수(BMCI) 141, 초기비점 177t, Na+1.1ppm 및 K+0.4ppm의 방향족 탄화수소유를 사용하였고, 연료유로는 비중 1.045(15/4℃), 톨루엔 불용분 0.02%, 상관계수(BMCI) 125, 초기비점 200℃, Na+ 4.7ppm 및 K+ 0.5ppm의 탄화수소유를 사용하였다.As the main raw material oil, specific gravity 1.072 (15/4 ℃), toluene insoluble content 0.06%, correlation coefficient (BMCI) 141, initial boiling point 177t, Na + 1.1ppm and K + 0.4ppm aromatic hydrocarbon oil were used. Hydrocarbon oils of 1.045 (15/4 ° C.), toluene insolubles 0.02%, correlation coefficient (BMCI) 125, initial boiling point 200 ° C., Na + 4.7 ppm and K + 0.5 ppm were used.
상기의 반응로, 원료유 및 연료유를 사용하여 표 1에 나타낸 발생조건을 적용하여 본 발명에서 사용하는 특성범위의 카번블랙(3종류)를 제조하였다.Carban black (three types) having a characteristic range used in the present invention was prepared by applying the development conditions shown in Table 1 using the above reaction furnace, raw material oil and fuel oil.
표 1Table 1
주 : (1),(2) : 제2반응실 입구로부터의 거리Note: (1), (2): Distance from the entrance of the second reaction chamber
표 1의 조건하에 제조된 카번블랙의 여러가지 특성을 표 2에 나타내었다.Table 2 shows the various properties of the carbon black prepared under the conditions of Table 1.
표 2에 있어서, 비교예 1∼4의 카번블랙은 질소흡착비표면적(N2SA) 및 DBP 흡유량은 본 발명의 범위에 드는 하드계 영역에 속하고 있으면서 (1),(2) 또는 (3)식의 요건을 만족시키지 않는 특성의 것이다.In Table 2, the carbon blacks of Comparative Examples 1 to 4 had a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and a DBP oil absorption amount belonging to the hard-based region within the scope of the present invention (1), (2) or (3 It does not satisfy the requirements of) formula.
표 2TABLE 2
(2) 고무 배합(2) rubber compounding
다음에, 표 2의 각 카번블랙의 표 3에 보이는 중합비율로 스티렌-부타디엔 고무 (SBR)에 배합하였다.Next, it was mix | blended with styrene-butadiene rubber (SBR) by the polymerization ratio shown in Table 3 of each carbon black of Table 2.
표 3TABLE 3
표 3의 배합물을 145℃의 온도로 가황하여 얻은 고무 조성물에 대하여 각종 고무특성을 측정하였다. 그결과를 표 4에 보인다.Various rubber properties were measured for the rubber composition obtained by vulcanizing the compound of Table 3 at a temperature of 145 ° C. The results are shown in Table 4.
고무 특성들중 발열도 및 마모량에 대하여는 하기의 방법과 조건에 따라 측정하였고, 그 밖의 모두는 JIS K63301 "일반고무 물리시험 방법"에 따라 측정하였다.The exothermicity and wear of rubber properties were measured according to the following methods and conditions, and all others were measured according to JIS K63301 "General Rubber Physical Test Method".
(1) 발열도 :(1) exothermic degree:
ASTM D623 - 78(Goodrich Flexomerter 사용) 에 따름.According to ASTM D623-78 (using Goodrich Flexomerter).
(2) 마모량 :(2) Abrasion amount:
람보운 마모시험기(기계식 슬립기구)를 사용하여 하기의 조건하에 측정.Measured under the following conditions using a Lambbourn abrasion tester (mechanical slip mechanism).
시험편 : 두께 10mm, 외경 44mmTest piece: thickness 10mm, outer diameter 44mm
에머리 휠 : GC 타이프, 입도 80, 경도 HEmery wheel: GC type, particle size 80, hardness H
첨가 카버런덤 분 : 입도 80, 첨가량 약 9g/minCarburundum powder added: particle size 80, added amount about 9g / min
에머리휠과 시험편의 상대 슬립률 : 24%, 60%Relative slip ratio between emery wheel and specimen: 24%, 60%
시험편 회전수 : 535rpmTest piece rotation speed: 535rpm
시험하중 : 4kgTest Load: 4kg
표 4Table 4
표 4의 결과에서 명확해지는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 동등입경의 비교예에 비하여 내마모성, 반발특성 및 발연도 등의 동적 고무특성이 그들간에 양호한 밸런스로 향상되고 있다.As is clear from the results in Table 4, in the examples of the present invention, the dynamic rubber properties such as wear resistance, rebounding properties, and smoke retardance are improved in a good balance therebetween as compared with the comparative examples of equivalent particle sizes.
이상과 같이, 본 발명의 카번블랙은 그의 특유의 입자성상을 통하여 배합고무에 대해 고내마모성 및 동적성능(고반발탄성 및 저발연성)의 동시여부가 가능하다. 따라서, 본 발명의 카번블랙을 패선저 카의 타이어트래드 고무에 배합함으로써 주행시의 구름 저항의 경감의 저연비화를 효과적으로 실현할 수가 있다.As described above, the carbon black of the present invention is capable of simultaneously providing high wear resistance and dynamic performance (high rebound elasticity and low smoke resistance) to the compounded rubber through its unique particle shape. Therefore, by combining the carbane black of the present invention with the tire tread rubber of the loser car, it is possible to effectively realize a low fuel consumption of reduction of rolling resistance during traveling.
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