KR960003084B1 - 트레드 마모/히스테리시스 성능이 개선된 카본 블랙 - Google Patents

트레드 마모/히스테리시스 성능이 개선된 카본 블랙 Download PDF

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KR960003084B1
KR960003084B1 KR1019920702185A KR920700218A KR960003084B1 KR 960003084 B1 KR960003084 B1 KR 960003084B1 KR 1019920702185 A KR1019920702185 A KR 1019920702185A KR 920700218 A KR920700218 A KR 920700218A KR 960003084 B1 KR960003084 B1 KR 960003084B1
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carbon black
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KR1019920702185A
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1996년03월04일
죤 브라난
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캐보트 코퍼레이션
훼리 J 어이 빈넬
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
트레드 마모/히스테리시스 성능이 개선된 카본 블랙
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 카본 블랙을 제조하기 위해 사용될 수 있는 형식의 퍼네이스카본 블랙 반응기의 부분 단면도이다.
제2도는 발명의 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물과 대조용 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물의 반발률(%) 대 7% 미끄럼 값(slip)에서의 실험실 마모 지수의 그래프이다.
제3도는 본 발명의 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물과 대조용 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물의 반발률(%) 대 14% 미끄럼 값(slip)에서의 실험실 마모지수의 그래프이다.
제4도는 본 발명의 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물과 대조용 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물의 반발율(%) 대 미끄럼 값(slip)에서의 실험실 마모 지수의 그래프이다.
제5도는 카본 블랙 응집체 시료의 스토크 직경 대 이 시료의 상대적 진동수의 히스토그램이다.
[발명의 상세한 설명]
[발명의 분야]
본 출원은 1990년 3월 13일자로 출원된 미합중국 특허 출원 제492,894호의 일부 계속(CIP) 출원이다.
본 발명은 여러 가지 용도에 적당하고, 특히 고무 조성물에 사용하기에 적합한 새롭고 신규한 종류의 퍼네이스 카본 블랙(furnace carbon blacks)에 관한 것이다.
[발명의 배경]
일반적으로, 카본 블랙은 퍼네이스 반응기 내에서 탄화수소 공급 원료를 고온 연소 가스로 열분해시켜 미립성 카본 블랙을 함유하는 연소 생성물을 얻음으로써 제조된다.
카본 블랙은 안료, 충전제, 보강제 및 기타 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예를들면, 카본 블랙은 고무 조성물의 합성 및 제조에 있어서 충전제 및 보강 안료로서 광범위하게 사용된다. 카본 블랙은 타이어 제조시 사용하기 위한 가황 고무의 제조에 있어서 효과적이라는 점이 가장 중요하다.
일반적으로, 타이어 제조에 있어서, 만족할만한 내마모성 및 히스테리시스(hysteresis) 성능을 갖는 타이어를 만들어주는 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하다. 타이어의 트레드 마모(treadwear) 특성은 내마모성에 관련된 것이다. 타이어의 내마모성이 크면 클수록 마모되기 전까지 더욱 장거리를 주행할 수 있다. 고무 화합물의 히스테리시스는 고무 화합물의 변형시키는데 사용된 에너지와 변형된 고무 화합물이 최초의 비변형 상태로 복귀할때 방출하는 에너지 간의 차이를 의미한다. 더 낮은 히스테리시스 값을 갖는 타이어는 롤링 저항 및 열증가가 감소되므로 그러한 타이어를 사용하는 차량의 연료 소비를 감소시킬 수 있다. 따라서, 보다 큰 내마모성 및 보다 낮은 히스테리스를 타이어에 부여할 수 있는 카본 블랙을 제조하는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 본 발명의 한 가지 목적은 천연 고무, 합성 고무 및 천연 및 합성 고무의 혼합물에 혼합시킬 경우 개선된 트레드 마모성 및 히스테리시스 성능 특성을 제공하는 신규한 카본 블랙을 제조하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 트럭 및 버스 타이어로서 사용하기에 유리한 전술한 신규 카본 블랙을 혼합시킨 신규한 고무 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이하의 상세한 설명 및 특허청구의 범위로부터 명백하여지게 된다.
[발명의 개요]
본 발명의 발명자는 CTAB가 120∼160㎡/g, 질소 표면적이 (N2SA), 120∼180㎡/g, CDBP(분쇄된 디부틸 프탈레이트가)가 95∼120cc/100g, DBP(디부틸 프탈레이트가) 110∼145cc(㎤)/100g, 틴트(Tint)/CTAB비가 0.8-1.10, ΔD50이 70-100 및 ΔD50-/Dmode비가 0.80-1.05인 신규한 카본 블랙을 발견하기에 이르렀다. 바람직하기로는, CTAB는 125∼150㎡/100g이고, N2SA가 125∼170㎡/g이며, CDBP는 98∼117cc/100g이고, DBP가 112∼140cc/100g이며, 틴트/CTAB비는 0.85∼1.05이고, ΔD50이 72∼90이며, ΔD50 /Dmode비는 0.82∼1.00이다. 또한 본 발명의 발졍자들은 상기 카본 블랙을 함유하는 신규 고무 조성물군을 발명하였다.
본 발명의 카본 블랙은 제1(연소) 대역, 전이 대역 및 반응 대역을 갖는 퍼네이스 카본 블랙 반응기에서 제조될 수 있다. 카본 블랙 생성 공급 원료는 당업계에 공지된 임의의 방법으로 고온 연소 스트림 중내에 투입된다. 고온 연소 가스 및 공급 원료의 생성 혼합물은 반응 대역 내로 도입된다. 카본 블랙 생성 공급 원료의 열분해는 본 발명의 카본 블랙이 형성되었을 때 혼합물을 급냉시킴으로써 정지된다. 바람직하기로는 급냉기로 급냉액을 주입시켜 열분해를 정지시킨다. 본 발명의 신규 카본 블랙의 제조방법에 관해서는 뒤에 더욱 상세히 설명하겠다.
본 발명의 신규 카본 블랙이 보강제로서 효과가 있는 고무로서는 천연 및 합성 고무가 있다. 일반적으로, 고무에 상당한 보강을 부여하기 위해서는 고무 100중량부당 약 10 내지 약 250중량부 범위의 양의 카본 블랙을 사용할 수 있다. 그러나, 고무 100중량부당 카본 블랙 약 20 내지 약 100중량부 범위의 양을 사용하는 것이 바람직하며, 고무 100중량부당 카본 블랙 약 40 내지 약 80중량부의 사용이 특히 바람직하다.
본 발명에 사용하기에 적당한 고무 중에는 천연 고무 및 염화 고무와 같은 그의 유도체, 스티렌 약 10 내지 약 70중량 %와 부타디엔 약 90 내지 약 30중량%의 공중합체, 예를들면 스티렌 19중량부와 부타디엔 81 중량부의 공중합체, 스티렌 30중량부와 부타디엔 70중량부의 공중합체, 스티렌 43중량부와 부타디엔 57중량부의 공중합체 및 스티렌 50중량부와 부타디엔 50중량부의 공중합체 ; 폴리부타디엔, 폴리이소프로필렌, 폴리클로로프렌 등과 같은 공액 디엔의 중합체 및 공중합체, 상기 공액 디엔과 공중합될 수 있는 에틸렌기 함유 단량체, 예를들면, 스티렌, 메틸스티렌, 클로로스티렌, 아크릴로니트릴, 2-비닐피리딘, 5-메틸-2-비닐피리딘, 5-메틸-2-비닐피리딘, 5-메틸-2-비닐피리딘, 알킬 치환 아크릴레이트, 비닐 케톤, 메틸이 소프로페닐 케톤, 메틸비닐 에테르, 알파메틸렌 카르복실산 및 에스테르 및 아크릴산 및 디알킬아크릴산 아미드와 같은 아미드와 상기 공액 디엔과의 공중합체가 있고, 또한 본 발명에 사용하기에 적당한 고무 중에는 에틸렌과, 프로필렌, 부텐-1 및 펜텐-1과 같은 기타 다른 고급 알파 올레핀과의 공중합체가 있는데, 특히 에틸렌 함량이 20 내지 90중량%의 범위인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 디시클로펜타디엔, 1, 4-헥사디엔 및 메틸렌노보넨과 같은 제3의 단량체를 추가로 함유하는 에틸렌-프로필렌 중합체가 바람직하다.
본 발명의 카본 블랙의 장점은 이 카본 블랙이 혼합된 천연 고무, 합성 고무 또는 이들의 혼합물을 함유하는 조성물에 보다 큰 내마모성 및 보다 낮은 히스테리시스성을 제공한다는 것이다.
본 발명의 고무 조성물의 장점은 이 고무 조성물이 시판 중인 종래의 카본블랙이 혼합된 고무 조성물과 비교하여 볼때, 개선된 트레드 내마모성 및 보다 우수한 연비 특성을 갖는 트럭 또는 버스 타이어로서 사용하기에 특히 적합하다는 것이다.
본 발명의 다른 장점은, 후술하게 됨 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 된다.
본 발명의 카본 블랙은 CTAB가 120∼160㎡/g, N2SA가 120∼180㎡/g, CDBP가 95∼120cc/100g, DBT가 110∼145cc/100g, 틴트/CTAB비가 0.8-1.10, ΔD50이 70-100 및 ΔD50-/Dmode비가 0.80-1.05인 것을 특징으로 한다. 바람직하기로는, CTAB는 125∼150㎡/g이고, N2SA가 125∼170㎡/g이며, CDBP는 98∼117cc/100g이고, DBP가 112∼140cc/100g이며, 틴트/CTAB비는 0.85∼1.05이고, ΔD50이 72∼90nm이고, ΔD50 /Dmode비는 0.82∼1.00이다.
본 발명의 카본 블랙은 모듈식[(module), 단계식이라고도 함] 퍼네이스 카본 블랙 반응기에서 제조될 수 있다. 제1도에서는 본 발명기의 카본 블랙의 제조에 사용될 수 있는 전형적인 모듈식 퍼네이스 카본 블랙 반응기의 단면을 도시하고 있다. 전형적인 모듈 퍼네이스 카본블랙 반응기의 다른 상세한 설명은, 본 발명에서 참고문헌으로 인용하고 있는 미합중국 특허 제3,922,335호의 상세한 설명란에 기재되어 있다.
제1도를 참조하여 보면, 본 발명기 카본 블랙은 좁아지는 직경 대역(11)이 있는 연소 대역(10), 전이 대역(12) 및 반응 대역(18)을 갖는 퍼네이스 카본 블랙 반응기(2)에서 제조될 수 있다. 좁아지는 직경 대역(11)이 시작되는 지점까지의 연소 대역(10)의 직경은 D-1로 나타냈고, 전이 대역(12)의 직경은 D-2로, 반응 대역(18)의 직경은 D-3으로 나타내었다. 좁아지는 직경 대역(11)이 시작되는 지점까지의 연소 대역(10)의 길이는 L-로, 좁아지는 직경 대역의 길이는 L-2, 그리고 전이 대역의 길이는 L-3으로 나타내었다.
본 발명의 카본 블랙을 제조하기 위해서는, 연소 대역(10)에서 액체 또는 가스 연료를 적당한 산화제 스트림, 예를들면 공기, 산소 및 이들의 혼합물 등과 반응시켜 고온 연소 가스를 생성한다. 고온 연소 가스를 생성하기 위하여 연소 대역(10)에서 산화제 스트림과 반응시키는데 사용하기에 적당한 연료로는 용이하게 연소될 수 있는 임의의 가스, 증기 또는 액체 스트림, 예를들면 천연 가스, 수소, 일산화탄소, 메탄, 아세틸렌, 아코올 또는 케로센이 있다. 그러나 일반적으로 고함량의 탄소 함유 성분, 특히 탄화수소를 함유하는 연료를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 카본 블랙 제조를 위해 사용되는 공기 대 천연 가스의 비율은 약 10:1 내지 약 20:1이 좋다. 고온 연소 가스의 생성을 촉진시키기 위해서는 산화제 스트림을 예열시키는 것이 좋다.
고온 연소 스트림은 상기 대역(10) 및 (11)에서 상기 대역(12), 이어서 상기 대역(18)로 흐른다. 고온 연소 가스의 흐름 방향은 도면에서 화살표로 나타내었다. 카본 블랙 생성 공급 원료(30)은 지점(32) [대역(12)내의 위치]에서 도입된다. 동시에 카본 블랙 생성 공급 원료(30)은 프로브(14)를 통해 상류 지점(34)에서 도입된다. 좁아지는 직경 대역(11)의 단부로부터 지점(32)까지의 거리는 F-1로 나타내었고, 지점(32)로부터 상류 지점(34)까지의 거리는 F-2로 나타내었다.
본 발명의 카본 블랙은 제조하기 위해서는 공급 원료는 약 40 내지 약 85중량%의 양으로 지점(32)에서 도입시키는 것이 좋고,총 약 15 내지 약 60중량%의 양의 나머지 공급 원료는 지점(34)에서 도입시키는 것이 좋다. 바람직하기로는, 총 약 50 내지 약 65중량%의 양의 나머지 공급 원료는 지점(32)에서 도입시키고, 총 약 35 내지 약 50중량%의 양의 나머지 공급 원료는 지점(34)에서 도입시키는 것이 좋다.
본 발명의 실시예에서는 각각 카본 블랙 생성 공급 원료(30)을 고온 연소 가스의 고속 혼합 및 전단을 보장하고, 또 카본 블랙 생성 공급 원료를 신속 및 완전하게 분해시키며, 공급 원료를 본 발명의 신규 카본블랙으로 전환시키기 위해 고온 스트림의 내부로 침투시키는 다수의 분사 형태로 신속하게 투입시킨다.
카본 블랙 생성 공급 원료및 고온 연소 가스의 혼합물은 대역(12)의 하류를 통과해서 대역(18)로 흐른다. 지점(42)에 위치하는, 급냉액(50)(실시예 1 내지 4에서는 물) 주입용 급냉기(40)은 본 발명기 신규 카본 블랙이 형성될 때 카본 블랙 생성 공급 원료의 열분해를 정지시키는데 사용된다. 지점(42)는 당업계의 공지된 열분해 정지용 급냉기의 위치를 선택하는 방법으로 결정할 수 있다. 열분해 정지용 급냉기의 위치를 결정하는 한 가지 방법은 본 발명의 신규 카본 블랙에 적합한 톨루엔 추출 수준이 얻어지는 지점을 결정하는 것이다. 톨루엔 추출 수준은 ASTM 시험법 D 1618-83 “Carbon Black Extracables-Toluene Discoloration”의 방법을 사용하여 측정할 수 있다. Q는 대역(18)의 시작 지점에서 급냉점(42)까지의 거리이며, 급냉점에 따라 변화된다.
고온 연소 가스 및 카본 블랙 생성 공급 원료의 혼합물이 급냉된 후, 냉각된 가스는 기저류를 거쳐서 카본 블랙을 회수하는 통상적인 냉각 및 분리 장치로 도입된다. 침전기, 사이클론 분리기 또는 백(bag) 필터와 같은 통상적인 수단에 의해 기체 스트림으로부터 카본 블랙의 분리가 이루어진다. 분리는, 예를들면 습식 펠렛화기를 사용하여 펠렛화시킴으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 카본 블랙의 분석 특성 및 본 발명의 카본 블랙이 혼합된 고무 조성물의 물리적 특성을 측정 및 시험하는 데에는 후술하는 시험법들이 사용된다.
카본 블랙의 CTAB는 ASTM 시험법 D 3765-85에 의하여 측정한다. 카본 블랙의 N2SA는 ASTM 시험법 D 3037-88에 따라서 측정한다. 카본 블랙의 착색력(Tint)은 ASTM 시험법 D 3265-85a에 따라 측정한다. 카본 블랙 입자의 CDBP(분쇄된 디부틸프탈레이트)는 ASTM D 3493-86에 기재된 방법에 따라 측정한다. 카본 블랙 입자의 DBP(디부틸 프탈레이트)는 ASTM D 2414에 기재된 방법에 의하여 측정한다.
카본 블랙의 Dmode 및 ΔD50은 다음 방법에 의해 측정한다. 카본 블랙 응집체 시료의 스토크 직경 대 이 시료의 상대적 진동수의 히스토그램을 작성한다. 제4도에 도시한 바와 같이 Y축에 평행한 방향의 히스토그램의 피크 A로부터 시작하여 히스토그램을 X축의 점 C에서 끝나는 선 B를 그린다. 그려진 선 B의 중간점 F를 결정하고 이 중간점을 지나며 X축에 평행한 선 G를 그린다. 선 G는 2개의 점 D 및 E에서 히스토그램의 분포 곡선을 가로지른다. 점 D 및 E의 2개의 카본 블랙 입자의 스토크 직경의 절대 값의 차가 ΔD50값이 된다.
히스토그램을 작성하는데 사용된 데이타는 디스크 원심분리기, 예를들면 영국 타인 앤드 웨어(Tyne and Wear) 소재의 조이스 레블 코. 엘티디. (Joyce Loebl Co. Ltd.)사 제품을 사용하여 측정한다. 하기의 방법은 1985년 2월 1일자로 간행된 조이스 레블 디스크 원심 분리기의 파일 참고 번호 F 4.008의 취급 설명서에 기재된 방법(본 명세서에서 참고로 인용되었으며, 데이타 측정에 사용됨)의 변형이다.
이 방법은 다음과 같다. 무게 측정 용기로 카본 블랙 시료 10mg을 측정하고, 이어서 0.05% NONIDET P-40 계면 활성제(NONIDET P-40은 쉘 케미칼 코.(Shell Chemical Co.)사에 의해 제조 및 시판되는 제품의 등록 상표임)를 사용하여 제조한 10% 무수 에탄올 및 90% 증류수로 된 용액 50cc를 첨가한다. 생성된 현탁액은 미합중국 뉴욕주 파밍달 소재의 히트 시스템스 울트라소닉스 인크.(Heat Systems Ultrasonics Inc.) 사에 의해 제조 및 시판된 Sonifier Model No. W 385를 사용하여 15분 동안 초음파 에너지로 분산시킨다.
디스크 원심 분리기 작동 전에 디스크 원심 분리기로부터의 데이타를 기록하는 컴퓨터에 다음 데이타를 입력시킨다 :
1. 카본 블랙의 비중을 1.86g/cc로 한다.
2. 물 및 에탄올로 된 용액 중에 분산된 카본 블랙의 용액의 용적을 0.5cc로 한다.
3. 스핀액의 용적을 물10cc로 한다.
4. 스핀액의 점도를 23℃에서 0.933센티포이즈로 한다.
5. 스핀액의 밀도를 23℃에서 0.9975g/cc로 한다.
6. 디스크의 스피드를 8000rpm으로 한다.
7. 데이타 시료 채취 간격을 1초로 한다.
디스크 원심 분리기는 스트로보스코우프를 조작하면서 8000rpm에서 작동시킨다. 스핀액으로서 증류수 10cc를 디스크 회전 중에 주입시킨다. 혼탁도를 0으로 접하고, 10% 무수 에탄올 및 90% 증류수로 이루어진 용액 1cc를 완충액으로서 주입한다. 이어서, 원심 분리기의 커트(cut) 및 부스트(boost) 버튼을 작동시켜 스핀액과 완충액 사이의 평탄한 농도 구배를 형성시키고, 이 구배를 시각적으로 점검한다. 두 액 사이에 두드러진 경계가 없게 되어 구배가 평탄해질때, 에탄올 수용액 중에 분산시킨 카본 블랙 0.5cc를 회전 디스크 중에 주입시키고, 즉시 데이타 수집을 시작한다. 유출이 발생할 경우 작동을 중지시킨다. 디스크를 20분 동안 회전시킨 다음 에탄올 수용액 중에 분산된 카본 블랙을 주입시킨다. 20분간 회전시킨 다음 디스크를 정지시켜 스핀액의 온도를 측정하고, 작동 개시점에서 측정된 스핀액의 온도와 작동 종결점에서 측정된 스핀액의 온도의 평균을 디스크 원심분리기로부터의 데이타를 기록하는 컴퓨터에 입력시킨다. 데이타는 표준 스토크식에 따라 분석되는데 다음과 같이 정의한다.
카본 블랙 응집체 : 최소 분산 단위인 불연속성의 견고한 콜로이드성 물질로서, 광범위하게 합체된 입자로 이루어져 있다.
스토크 직경 : 원심 분리 또는 중력장 내의 점성 매질 중에 침전된 구형 입자의 스토크식에 따른 직경이다. 카본 블랙 응집체와 같은 비구형체로 역시 동일한 밀도와 침전 속도의 매끄럽고 견고한 구체로서 거동(擧動)하는 것으로 간주될 경우 스토크 직경으로 나타낼 수 있다.
Mode(Dmode로 기재) : 스토크 직경의 분포 곡선의 정점(제2도의 점A)에서의 직경이다.
평균 스토크 직경(Dst로 기재) : 스토크 직경의 분포 곡선상에서 시료의 50중량%가 보다 크거나 작은 점이다. 따라서, 이 직경은 평균 측정치를 나타낸다.
고무 조성물의 쇼어 A경도(Shore A Hardness)는 ASTM D-2240-86에 기재된 방법에 따라 측정하였다.
고무 조성물의 마모 데이타는 램버른(Lambourn)형 연마기를 사용하여 측정한다. 마모율(㎤/㎝(이동거리))은 미끄럼 값 7%, 13% 및 21%에서 측정한다. 이 미끄럼 값은 미끄럼 각(angle of slip) 보다는 평면의 상대 속도를 기초로 한다.
이하 실시예에서 마모 지수는 동일한 미끄럼 값에서 미합중국 매사추세츠주 월트 햄 소재의 캐보트 코포레이션(Cabot Corporation)사의 상품인 VULCAN 6을 함유하는 대조용 조성물의 마모율을 본 발명의 특정 카본 블랙을 사용하여 제조되 조성물의 마모율로 나눈 비율이다.
고무 조성물의 탄성율, 인장 강도, 및 연신율은 ASTM D 412에 기재된 방법을 사용하여 측정한다.
반발 데이타는 미합중국 06088 코네티컷주 이스트 윈드서 포스트 오피스 박스 997 소재의 즈윅 오브 아메리카 인크.(Zwick of America Inc.) 사에 의해 제작된 ZWICK Rebound Resilienece Tester, Model 5109를 사용하여 모든 고무 시료에 대하여 측정한다. 반발 값의 측정은 기구의 사용을 수반한다.
본 발명의 효과 및 장점에 대하여는 이하의 실시예에 의하여 더 설명한다.
[실시예 1∼4]
아래 표 1에 기재된 반응기 조건과 구조를 사용하여 본 명세서에서 개괄적으로 기재하고 제1도에 도시한 반응기 내에서 본 발명에 의한 4가지 예의 신규한 카본 블랙을 제조하였다. 각각의 경우에 있어서, 연소 반응에 사용된 연료는 천연가스이었다. 사용된 액체 공급 원료의 특성은 아래와 같았다.
[공급원료의 특성]
수소/탄소의 비율 0.93
수소(중량%) 7.16
탄소(중량%) 91.2
황(중량%) 0.4
A.P.I. 비중 15.5/15.6 C(60)F[ASTM D-287] -2.2
비중 15.5/15.6 C(60)F[ASTM D-287] 1.094
점도, SUS(54.4℃)[ASTM D-88] 105.8
점도, SUS(98.9℃)[ASTM D-88] 40.8
BMCI(점도-비중) 135
반응기 조건 및 구성은 다음의 표 Ⅰ에 나타내었다.
[표 1]
(32)=제1도의 지점(32) ;
(34)=제1도의 지점(34) ;
gph=갈론/시 ; psi=Ld/in.2 ; in.=인치 ;
°F=화씨 온도 ;
kscfh=103(ft)3/시 ; ft.=피트 ; K+=칼륨 ;
gK+/100 갈론 오일=K+(g)/공급원료(오일) 100갈론.
이어서 실시예 1∼4에서 제조된 카본 블랙을 본 명세서에 기재된 방법에 따라 분석하였다. 생성된 카본 블랙을 습식 조립 및 건조시킨 후 2가지 대조용 카본 블랙과 분석 특성을 비교한 결과는 다음과 같다.
VULCAN 6카본 블랙 및 VULCAN 10H 카본 블랙은 매사추세츠주 월트햄 소재의 캐보트 코포레이션사에 의해 제지 및 시판된 카본 블랙의 상표이다.
[실시예 5]
이 실시예에서는 본 발명의 신규 카본 블랙을 사용한 고무 조성물과 VULCAN 6 카본 블랙 및 VULCAN 10H 카본 블랙을 사용하여 제조된 고무 조성물을 비교하여 설명하고 있다. 고무 조성물 A는 실시예 1에서 생성된 본 발명의 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 B는 실시예 2에서 생성된 본 발명의 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 C는 실시예 3에서 생성된 본 발명의 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 D는 실시예 4에서 생성된 본 발명의 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 E는 VULCAN 6 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 F는 VULCAN 10H 카본 블랙으로 제조하였다. 아래 표 Ⅱ에 기재된 고무 제제 방법에 따라 각각의 카본 블랙 시료를 혼합하여 고무 조성물 A, B, C, D, E 및 F를 제조하였다.
[표 2]
서코 라이트 고무 가공 오일은 나프텐계 오일(ASTM D2226, 유형 103)이고, 개량된 내광제는 안정화제로 사용되는 밀랍성 물질의 혼합물이며, 산토플렉스 13은 n-(1, 3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민이고, 에이지리트 수지 D는 중합 1, 2-디히드로-2, 2, 4-트리메틸퀴놀린이며, 산토 큐어 MOR은 2-(모르폴리노티오) 벤조티아졸이다.
이어서, 앞에서 기재한 ASTM법에 따라 고무 조성물의 정적 특성을 조사하였다. 결과를 다음과 같다.
* Elb=파괴점에서의 연신률 ; psi=Ld/in2
상기 결과는 본 발명의 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물인 A, B, C 및 D의 정적 특성은 대조용 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물인 E 및 F에 견줄만 하다는 것을 나타낸다.
또한, 각 고무 조성물의 실험실 마모 지수 및 반발률(%)을 앞에서 기재한 바와 같이 조사하였다. 결과는 다음과 같다.
상기 실험실 마모 지수 데이타는 본 발명의 카본 블랙을 함유하는 고무 조성물 A, B, C 및 D가 대조용 카본 블랙을 혼합한 고무 조성물 E 및 F와 비하여 개선된 내마모/히스테리시스 성능 특성을 나타낸다. 7%, 13% 및 21% 미끄럼 값에서 본 발명의 카본 블랙을 함유하는 고무 조성물의 개선된 내마모/히스테리시스 성능 특성은 제2도, 제3도 및 제4도에 그래프로서 도시되어 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명의 실시 형태는 단지 예시에 불과하며, 결코 본 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아님을 분명히 이해하여야 한다.

Claims (10)

  1. CTAB가 120∼160㎡/g, N2SA가 125∼180㎡/g, CDBP가 95-120cc/100g, DBP가 110∼145cc/100g, 틴트/CTAB비가 0.80-1.10, ΔD50이 70~100nm 및 ΔD50/Dmode비가 0.80∼1.05인 것이 특징인 카본 블랙.
  2. 제1항에 있어서, CTAB가 120∼150㎡/g, N2SA가 125∼170㎡/g, CDBP가 98-117cc/100g, DBP는 112∼140cc/100g, 틴트/CTAB비가 0.85-1.05, ΔD50이 72∼90nm, 및 ΔD50/Dmode비가 0.82∼1.00인 것이 카본 블랙.
  3. 제1항에 있어서, CTAB가 131㎡/g, N2SA가 141㎡/g, CDBP가 140cc/100g, DBP가 118cc/100g, 틴트/CTAB비가 1.01, ΔD50이 86nm, 및 ΔD50/Dmode비가 0.92인 것인 카본 블랙.
  4. 제1항에 있어서, CTAB가 129㎡/g, N2SA가 133㎡/g, CDBP가 100cc/100g, DBP가 114cc/100g, 틴트/CTAB비가 1.02, ΔD50이 78nm, 및 ΔD50/Dmode비가 0.91인 것인 카본 블랙.
  5. 제1항에 있어서, CTAB가 149㎡/g, N2SA가 159㎡/g, CDBP가 110cc/100g, DBP가 108cc/100g, 틴트/CTAB비가 0.88, ΔD50이 82nm, 및 ΔD50/Dmode 비가 0.87인 것인 카본 블랙.
  6. 제1항에 있어서, CTAB가 135㎡/g, N2SA가 156㎡/g, CDBP가 102cc/100g, DBP가 115cc/100g, 틴트/CTAB비가 1.00, ΔD50이 74nm 및 ΔD50/Dmode비가 0.84인 것이 특정인 카본 블랙.
  7. 고무 약 100중량부와, CTAB가 120∼160㎡/g, N2SA가 125∼180㎡/g, CDBP가 95∼120cc/100g, DBP가 110∼145cc/100g, 틴트/CTAB비가 0.80∼1.10, ΔD50이 70∼100nm 및 ΔD50/Dmode비가 0.80∼1.05인 카본 블랙 약 10 내지 약 250중량부로 이루어진 것이 특징인 고무 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 카본 블랙은 CTAB가 125∼150㎡/g, N2SA가 125∼170㎡/g, CDBP가 98∼117cc/100g, DBP가 112∼140cc/100g, 틴트/CTAB비가 0.85∼1.05, ΔD50이 72∼90nm, 및 ΔD50/Dmode비가 0.82∼1.00인 것인 고무 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 고무는 천연 고무인 것인 고무 조성물.
  10. 제7항에 있어서, 카본 블랙은 고무 100중량부 당 약 50 내지 약 100중량부의 양으로 존재하는 것인 고무 조성물.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0723435B2 (ja) * 1990-11-26 1995-03-15 株式会社ブリヂストン 重荷重タイヤ用トレッドゴム組成物
US5248722A (en) * 1992-06-02 1993-09-28 Bridgestone Corporation Tire tread composition
PH31156A (en) * 1993-02-23 1998-03-20 Cabot Corp Carbon blacks.
FR2721038A1 (fr) * 1994-06-08 1995-12-15 Tokai Carbon Kk Noir ce carbone au four perfectionné.
DE19521565A1 (de) * 1995-06-19 1997-01-16 Degussa Verbesserte Furnaceruße und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP3373712B2 (ja) * 1995-07-14 2003-02-04 三菱化学株式会社 カーボンブラック
JP3585017B2 (ja) * 1997-04-14 2004-11-04 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
US6251983B1 (en) 1998-04-09 2001-06-26 DEGUSSA - HüLS AKTIENGESELLSCHAFT Inversion carbon blacks and method for their manufacture
CA2268675C (en) * 1998-04-09 2007-12-11 Degussa-Huls Aktiengesellschaft Improved inversion carbon blacks and method for their manufacture
MY119844A (en) * 1998-04-09 2005-07-29 Evonik Carbon Black Gmbh Improved inversion carbon blacks and method for their manufacture
AU2354000A (en) * 1998-12-08 2000-06-26 Cabot Corporation Elastomeric compositions having improved appearance
US20040071626A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-15 Smith Thomas Dale Reactor and method to produce a wide range of carbon blacks
WO2005092970A1 (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Bridgestone Corporation タイヤトレッド用ゴム組成物及びこれを用いた空気入りタイヤ
US7238741B2 (en) * 2004-05-13 2007-07-03 Columbian Chemicals Company Carbonaceous material with broad aggregate size distribution and improved dispersibility
US7847009B2 (en) 2004-05-13 2010-12-07 Columbian Chemicals Company Carbonaceous material with dissociated aggregate size and particle size distribution and improved dispersibility
DE102007047432A1 (de) 2007-10-04 2009-04-09 Evonik Degussa Gmbh Ruß, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US9493659B2 (en) 2008-10-16 2016-11-15 Evonik Carbon Black Gmbh Carbon black, method for the production thereof, and use thereof
CN107075185B (zh) 2014-10-06 2019-09-10 住友橡胶工业株式会社 橡胶组合物及充气轮胎
JP6988310B2 (ja) * 2017-09-22 2022-01-05 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2020002207A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4289743A (en) * 1977-07-01 1981-09-15 Sid Richardson Carbon & Gasoline Co. Double venturi carbon black reactor system
US4703079A (en) * 1985-04-12 1987-10-27 The B. F. Goodrich Company Cutting and chipping resistant tread for heavy service pneumatic off-the-road tires
JPH0723434B2 (ja) * 1986-06-11 1995-03-15 株式会社ブリヂストン 改良されたゴム組成物
JPH07754B2 (ja) * 1989-05-23 1995-01-11 昭和キャボット株式会社 高比表面積を有するカーボンブラックおよびゴム組成物
JP3105382B2 (ja) * 1993-06-16 2000-10-30 高砂熱学工業株式会社 超低露点空気発生装置

Also Published As

Publication number Publication date
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DE69104191D1 (de) 1994-10-27
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EP0519988A1 (en) 1992-12-30
JPH05506870A (ja) 1993-10-07
AU7469291A (en) 1991-10-10

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