WO2019130803A1 - ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法 - Google Patents

ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2019130803A1
WO2019130803A1 PCT/JP2018/040513 JP2018040513W WO2019130803A1 WO 2019130803 A1 WO2019130803 A1 WO 2019130803A1 JP 2018040513 W JP2018040513 W JP 2018040513W WO 2019130803 A1 WO2019130803 A1 WO 2019130803A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rubber
carbon black
producing
rubber composition
weight
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/040513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
則夫 箕内
Original Assignee
Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2017249016A external-priority patent/JP7154008B2/ja
Priority claimed from JP2017249022A external-priority patent/JP7022582B2/ja
Application filed by Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 filed Critical Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社
Priority to US16/956,965 priority Critical patent/US20200392310A1/en
Publication of WO2019130803A1 publication Critical patent/WO2019130803A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • C08L7/02—Latex
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/22—Compounding polymers with additives, e.g. colouring using masterbatch techniques
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L11/00—Compositions of homopolymers or copolymers of chloroprene
    • C08L11/02—Latex
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00—Compositions of unspecified rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/02—Copolymers with acrylonitrile
    • C08L9/04—Latex
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06—Copolymers with styrene
    • C08L9/08—Latex
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/006—Additives being defined by their surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2310/00—Masterbatches

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire, and a method of producing a rubber wet masterbatch and a method of producing a rubber composition.
  • Patent Documents 1 and 2 Conventionally, for example, in a rubber composition used for a pneumatic tire, it is required to reduce rolling resistance by making it difficult to generate heat, from the viewpoint of improving the fuel economy of the tire.
  • carbon black is generally used as a filler for the rubber composition, and carbon blacks having various shapes are known (Patent Documents 1 and 2).
  • a rubber wet masterbatch in order to improve the processability when producing a rubber composition containing carbon black and the dispersibility of carbon black.
  • a carbon black-containing slurry solution in which carbon black and a dispersion solvent are mixed in advance at a constant ratio, and carbon black is dispersed in the dispersion solvent by mechanical force, and a rubber latex solution are mixed in a liquid phase, Thereafter, a coagulant such as an acid is added and solidified (carbon black-containing rubber coagulated material) is recovered and dried.
  • a rubber wet masterbatch When a rubber wet masterbatch is used, it has excellent carbon black dispersibility and rubber physical properties such as processability and reinforcement, as compared with a rubber dry masterbatch obtained by mixing carbon black and rubber in a solid phase.
  • the rubber composition which is excellent in is obtained.
  • rolling resistance can be reduced, and a rubber product (vulcanized rubber) such as a pneumatic tire having excellent fatigue resistance can be manufactured.
  • the first object of the present invention is made in view of the above situation, and is to provide a rubber composition from which a vulcanized rubber having low heat buildup can be obtained.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a rubber wet masterbatch from which vulcanized rubber having low heat buildup can be obtained.
  • the present invention is a rubber composition containing carbon black, wherein the carbon black has a 90 volume% particle size (D90) of 35 ⁇ m or less, and an area ( ⁇ m 2 ) (A) of a projection of the carbon black particles. / The particle surface asperity represented by the ratio ((A) / (B)) of the area of the outline enclosed by a single line so that the length of the line is shortest with a single line of the projection of the carbon black particles.
  • the rubber composition according to claim 1 which satisfies the condition of 0.9 or less.
  • the present invention also relates to a pneumatic tire comprising the rubber composition.
  • the present invention is a method for producing a rubber wet masterbatch obtained by using at least carbon black, a dispersion solvent, and a rubber latex solution as raw materials, wherein the carbon black, the dispersion solvent, and the rubber latex solution are mixed.
  • step (I) of producing a carbon black-containing rubber latex solution a step (II) of coagulating the obtained carbon black-containing rubber latex solution to produce a carbon black-containing rubber coagulated product, and the obtained carbon black
  • D90 90 volume% particle diameter
  • a projection view of carbon black particles projection of the area ( ⁇ m 2) (a) / the carbon black particles In one line, particle surface asperity represented by the ratio of the area of the enclosed so that the length of the line is the shortest contour ( ⁇ m 2) (B) ( (A) / (B)) is,
  • the present invention relates to a method for producing a rubber wet masterbatch that
  • the present invention also relates to a method for producing a rubber composition including the step (IV) of dry mixing using the rubber wet masterbatch obtained by the method for producing a rubber wet masterbatch.
  • the rubber composition and the method for producing a rubber wet masterbatch according to the present invention have a 90 volume% particle size (D90) of 35 ⁇ m or less as a raw material, and an area ( ⁇ m 2 ) of a projection of carbon black particles (A) / The ratio of the area ( ⁇ m 2 ) (B) of the outline of the projection of the carbon black particles surrounded by a single line so as to minimize the length of the line ((A) / (B)) And the carbon black which satisfies the condition that the particle surface roughness to be obtained is 0.9 or less.
  • the carbon black has a 90 volume% particle size (D90) of 35 ⁇ m or less, it has a small particle size, and the above (A) / (B) is 0.9 or less. Since the degree of unevenness is large, it is presumed that the interaction with the rubber component in the rubber composition or the rubber component in the rubber wet master batch becomes strong. Therefore, it is presumed that the rubber composition containing the carbon black or a tire (vulcanized rubber) using a rubber wet master batch as a raw material exhibits excellent low heat buildup because the rubber component is constrained.
  • D90 volume% particle size
  • the rubber composition of the present invention has at least a 90 volume% particle diameter (D90) of 35 ⁇ m or less, and the area ( ⁇ m 2 ) of the projection of the carbon black particles (A) / the projection of the carbon black particles
  • D90 volume% particle diameter
  • the surface roughness of the particle represented by the ratio ((A) / (B)) of the area ( ⁇ m 2 ) (B) of the outline enclosed so that the length of the line is the shortest with the book line is 0 .9 containing carbon black satisfying the condition of not more than 9;
  • the said carbon black particle shows the so-called and composite particle called an aggregate.
  • the carbon black of the present invention has a 90 volume% particle size (D90) of 35 ⁇ m or less, and the area ( ⁇ m 2 ) of the projection of the carbon black particle (A) / the projection of the carbon black particle is a single line And the surface roughness of the particle represented by the ratio ((A) / (B)) of the area of the outline ( ⁇ m 2 ) (B) enclosed so that the length of the line is shortest is 0.9 or less Containing carbon black that meets the requirements of
  • the 90 volume% particle diameter (D90) can be measured from the particle distribution of carbon black particles in two-dimensional image data using an image analysis particle size distribution analyzer (particle size distribution image analyzer).
  • the 90 volume% particle size (D90) indicates the particle size when the cumulative volume with respect to the volume of all particles is 90%.
  • the image analysis particle size distribution analyzer for example, “IF-3200” manufactured by Jusco International Inc. can be used.
  • the 90 volume% particle diameter (D90) is preferably 20 ⁇ m or less, more preferably 15 ⁇ m or less, from the viewpoint of improving the dispersibility of carbon black.
  • the particle surface asperity can be measured from a projection view of carbon black particles of two-dimensional image data using the image analysis particle size distribution analyzer (particle size distribution image analysis device).
  • the area ( ⁇ m 2 ) (A) of the projection of the carbon black particle indicates the area of the projection of the carbon black particle as shown by 1 (black-painted part) in FIG. 1.
  • the area ( ⁇ m 2 ) (B) of the outline surrounded by a single line and the outline of the carbon black particle enclosed so as to minimize the length of the line is shown by 3 (line) in FIG.
  • a single line shows the area (2 in FIG. 1) of the outline shape of the yarn obtained by surrounding the projection of the carbon black particles so that the length of the line is the shortest.
  • the particle surface asperity is an index indicating the degree of asperity in the surface shape of the particle, and the smaller the value, the greater the degree of asperity in the surface shape of the particle. Therefore, the particle surface asperity degree enhances the degree of asperity in the surface shape of the particle to enhance the interaction between the particle and the rubber component in the rubber composition or the rubber component in the rubber wet master batch described later. From the viewpoint, it is preferably 0.85 or less, more preferably 0.80 or less, still more preferably 0.75 or less, and still more preferably 0.70 or less.
  • the 90 volume% particle diameter and the particle surface roughness are calculated as an average value of 15,000 or more particles arbitrarily selected.
  • the carbon black preferably has a nitrogen adsorption specific surface area of about 30 m 2 / g or more and 250 m 2 / g or less, and more preferably about 50 m 2 / g or more and 200 m 2 / g or less.
  • the method for producing carbon black uses, as a reaction furnace, one provided with a fuel combustion zone, a feedstock hydrocarbon introduction zone and a reaction zone sequentially from the upstream to the downstream of the gas flow channel.
  • a high temperature combustion gas is generated by flowing oxygen-containing gas and fuel into the fuel combustion zone for mixed combustion, and then introducing a high temperature combustion gas and a feedstock hydrocarbon into the feedstock hydrocarbon introduction zone.
  • the reaction is stopped by a coolant or the like.
  • a reaction furnace for example, a wide-diameter cylindrical reaction furnace as schematically shown in FIG.
  • a fuel combustion zone A, a raw material hydrocarbon introduction zone E, and a reaction zone F are sequentially provided in communication from upstream to downstream of the gas flow path formed in the furnace. There is.
  • the fuel combustion zone A includes an oxygen-containing gas inlet C for introducing an oxygen-containing gas such as air in the furnace axis direction, and a combustion burner B for supplying fuel in the furnace axis direction.
  • the raw material hydrocarbon introduction zone E is provided with a raw material introduction nozzle D for supplying the raw material hydrocarbon in the furnace axis direction, and is provided in coaxial communication with the fuel combustion zone A.
  • a reaction stop zone is also provided coaxially in communication with the reaction zone F, and in the reaction stop zone, a coolant introduction nozzle G for spraying a coolant in the furnace axial direction is provided.
  • the oxygen-containing gas and the fuel are introduced and mixed and burned to generate a high temperature combustion gas flow.
  • the oxygen-containing gas include gases composed of oxygen, air, or a mixture thereof
  • the fuel include hydrogen, carbon monoxide, natural gas, petroleum gas, FCC residual oil, and heavy oil.
  • petroleum-based liquid fuels coal-based liquid fuels such as creosote oil;
  • the supply amount of the oxygen-containing gas is preferably about 2000 kg / h to about 5000 kg / h, and more preferably about 2500 kg / h to about 4500 kg / h.
  • the amount of fuel supplied is preferably about 50 kg / h to 400 kg / h, and more preferably about 100 kg / h to 200 kg / h.
  • the two are mixedly burned to generate the high temperature combustion gas flow.
  • the method for producing carbon black introduces the raw material hydrocarbon from the raw material introduction nozzle D into the raw material hydrocarbon introduction zone E while introducing the high temperature combustion gas stream into the raw material hydrocarbon introduction zone E.
  • raw material hydrocarbons examples include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, naphthalene and anthracene; coal-based hydrocarbons such as creosote oil and carboxylic acid oil; petroleum-based heavy oil such as ethylene heavy end oil and FCC residual oil Quality oils; acetylene unsaturated hydrocarbons, ethylene hydrocarbons, aliphatic saturated hydrocarbons such as pentane and hexane, and the like.
  • transduction nozzle D a one fluid nozzle is mentioned, for example.
  • the introduction amount of the raw material hydrocarbon is preferably about 50 kg / h to 1000 kg / h, more preferably about 80 kg / h to 500 kg / h, and about 100 kg / h to 400 kg / h More preferable.
  • carbon black particles gas containing carbon black
  • the coolant examples include water and the like, and the carbon black-containing gas is cooled by spraying the coolant.
  • the spraying of the coolant can be performed, for example, by spraying the coolant from a coolant introduction nozzle G shown in FIG.
  • the time elapsed from the initial contact of the raw material hydrocarbon to the cooling by the cooling liquid introduction nozzle G in the reaction stopping zone (hereinafter also referred to as a residence time) is 0. It is preferably about 001 sec to 0.01 sec, and more preferably about 0.002 sec to 0.005 sec.
  • the average temperature (hereinafter also referred to as reaction temperature) in the time from the reaction zone F to the coolant introduction nozzle G is preferably about 1200 ° C. to 2000 ° C., and is about 1400 ° C. to 1900 ° C. Is more preferable, and about 1550 ° C. to 1850 ° C. is more preferable.
  • the average temperature (hereinafter also referred to as a retention temperature) in the time from the raw material hydrocarbon introduction zone E to the reaction zone F is preferably about 1000 ° C. to 1800 ° C., about 1200 ° C. to 1600 ° C. It is more preferable that
  • the target carbon black is recovered by separating and collecting the carbon black particles cooled by the cooling liquid through a flue H and the like by a collection system (separating collection apparatus) such as a cyclone or a bag filter. can do.
  • a collection system separating collection apparatus
  • a cyclone or a bag filter such as a cyclone or a bag filter.
  • a rubber composition can be prepared using the carbon black. Moreover, as a raw material of the said rubber composition, rubber
  • the rubber examples include synthetic dienes such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR) and nitrile rubber (NBR). Rubber is mentioned.
  • the rubber may be used alone or in combination of two or more.
  • the carbon black is preferably 10 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.
  • the carbon black is preferably 20 parts by weight or more, more preferably 30 parts by weight or more, with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition, from the viewpoint of improving the reinforcing property of the vulcanized rubber.
  • the amount is 100 parts by weight or less, and more preferably 80 parts by weight or less.
  • Examples of the various compounding agents include sulfur-based vulcanizing agents, vulcanization accelerators, antiaging agents, silica, silane coupling agents, zinc oxide, methylene acceptors and methylene donors, stearic acid, and vulcanization accelerators Vulcanization retarders, organic peroxides, softeners such as waxes and oils, processing aids and the like.
  • the sulfur as the sulfur-based vulcanizing agent may be any conventional sulfur for rubber, and for example, powder sulfur, precipitated sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur and the like can be used.
  • the sulfur-based vulcanizing agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of sulfur is preferably 0.3 to 6.5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. If the content of sulfur is less than 0.3 parts by weight, the crosslink density of the vulcanized rubber will be insufficient to lower the rubber strength, etc. If it exceeds 6.5 parts by weight, both the heat resistance and the durability will be particularly good. Getting worse.
  • the sulfur content is 1.0 to 5.5 with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition. It is more preferable that it is a weight part.
  • any conventional vulcanization accelerator for rubber may be used, and a sulfenamide-based vulcanization accelerator, a thiuram-based vulcanization accelerator, a thiazole-based vulcanization accelerator, a thiourea-based vulcanization accelerator And guanidine-based vulcanization accelerators and dithiocarbamate-based vulcanization accelerators.
  • the vulcanization accelerators may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the vulcanization accelerator is preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.
  • the anti-aging agent may be any conventional anti-aging agent for rubber, such as aromatic amine based anti-aging agent, amine-ketone based anti-aging agent, monophenol based anti-aging agent, bisphenol based anti-aging agent, polyphenol based Antiaging agents, dithiocarbamate antiaging agents, thiourea antiaging agents, etc. may be mentioned.
  • the antioxidant may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the anti-aging agent is preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.
  • Examples of the method of blending (adding) the carbon black, the rubber, and the various compounding agents include a method of kneading using a kneader used in a conventional rubber industry such as a Banbury mixer, a kneader, and a roll. .
  • the method of kneading is not particularly limited, for example, a method of adding and kneading components other than a vulcanizing component such as a sulfur-based vulcanizing agent and a vulcanization accelerator in any order, and a method of simultaneously adding and kneading Also, a method of simultaneously adding and kneading all the components may be mentioned.
  • the number of times of kneading may be one or more. Although the time for kneading varies depending on the size of the kneader used, etc., it may usually be about 2 to 5 minutes.
  • the discharge temperature of the kneader is preferably 120 to 170 ° C., and more preferably 120 to 150 ° C.
  • the discharge temperature of the kneader is preferably 80 to 110 ° C., more preferably 80 to 100 ° C., when the above-mentioned vulcanization system component is contained.
  • the vulcanized rubber obtained from the rubber composition containing the carbon black of the present invention has low heat buildup and therefore is suitable for use in pneumatic tires.
  • the method for producing a rubber wet masterbatch of the present invention uses at least the carbon black, a dispersion solvent, and a rubber latex solution as raw materials.
  • the carbon black is preferably 10 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber wet masterbatch.
  • the carbon black is preferably 20 parts by weight or more, and preferably 30 parts by weight or more, with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber wet master batch, from the viewpoint of improving the reinforcing property of the vulcanized rubber. More preferably, it is preferably 100 parts by weight or less, and more preferably 80 parts by weight or less.
  • Dispersion solvent of the present invention it is particularly preferable to use water, but it may be, for example, water containing an organic solvent.
  • the dispersion solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • Rubber latex solution As the rubber latex solution of the present invention, a natural rubber latex solution and a synthetic rubber latex solution can be used.
  • the natural rubber latex solution is a natural product produced by the metabolism of plants, and a natural rubber / water system in which the dispersion solvent is water is particularly preferable.
  • the number average molecular weight of the natural rubber contained in the natural rubber latex is preferably 2,000,000 or more, and more preferably 2,500,000 or more.
  • As the natural rubber latex solution concentrated latex, fresh latex called field latex, etc. can be used without distinction.
  • Examples of the synthetic rubber latex solution include those prepared by emulsion polymerization of styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber and chloroprene rubber.
  • the rubber latex solution may be used alone or in combination of two or more.
  • the production method comprises the step (I) of mixing the carbon black, the dispersion solvent, and the rubber latex solution to produce a carbon black-containing rubber latex solution, and coagulating the obtained carbon black-containing rubber latex solution And a step (II) of producing a carbon black-containing rubber coagulated substance and a step (III) of drying the obtained carbon black-containing rubber coagulated substance to produce a rubber wet masterbatch.
  • step (I) of the present invention the carbon black, the dispersion solvent, and the rubber latex solution are mixed to produce a carbon black-containing rubber latex solution.
  • the step (I) comprises dispersing the carbon black in the dispersion solvent to produce a carbon black-containing slurry solution (hereinafter also referred to as a slurry solution) (I-a1) and It is preferable to include the step (I-b1) of producing a carbon black-containing rubber latex solution by mixing the obtained carbon black-containing slurry solution with the rubber latex solution.
  • the carbon black to which the rubber latex particles are attached by adding at least a part of the rubber latex solution when the carbon black is dispersed in the dispersion solvent in the step (I).
  • Step (I-a1) Examples of the method of mixing the carbon black and the dispersion solvent in the step (I-a1) include general methods such as high shear mixer, high shear mixer, homo mixer, homo mixer, ball mill, bead mill, high pressure homogenizer, ultrasonic homogenizer, colloid mill, etc. Of dispersing carbon black using a conventional dispersing machine.
  • the "high shear mixer” is a mixer including a rotor and a stator, and the rotor rotates in a state where a precise clearance is provided between the rotor capable of high speed rotation and the fixed stator.
  • a commercial item can be used for such a high shear mixer, For example, the "high shear mixer” by SILVERSON can be mentioned.
  • Step (I-a2) At the time of dispersing the carbon black in the dispersion solvent, at least a part of the rubber latex solution is added to produce a carbon black-containing slurry solution to which the rubber latex particles adhere.
  • the rubber latex solution may be mixed with a dispersion solvent in advance, and then carbon black may be added and dispersed.
  • carbon black may be added to the dispersion solvent, and then the carbon black may be dispersed in the dispersion solvent while adding the rubber latex solution at a predetermined addition rate, or carbon black may be added to the dispersion solvent. Then, the carbon black may be dispersed in the dispersing solvent while adding a constant amount of rubber latex solution in several divided portions.
  • the addition amount of the rubber latex solution in the step (I-a2) is 0.5 to the total amount of the rubber latex solution to be used (the total amount added in the step (I-a2) and the step (I-b2)) 50% by weight is exemplified.
  • the rubber solid content of the rubber latex solution to be added is preferably 0.5 to 10% by weight ratio to carbon black, and is preferably 1 to 6%.
  • the concentration of the rubber solids in the rubber latex solution to be added is preferably 0.25 to 5% by weight, and more preferably 0.5 to 1.5% by weight. In these cases, it is possible to produce a rubber wet masterbatch in which the degree of dispersion of carbon black is increased while the rubber latex particles are reliably attached to carbon black.
  • Step (I-b1) the slurry solution and the rubber latex solution are mixed to produce a carbon black-containing rubber latex solution.
  • the method of mixing the slurry solution and the rubber latex solution in the liquid phase is not particularly limited, and the slurry solution and the rubber latex solution may be mixed, for example, with a high shear mixer, high shear mixer, homo mixer, homo mixer, ball mill, bead mill, Examples of the mixing method include a common disperser such as a high pressure homogenizer, an ultrasonic homogenizer, and a colloid mill, and a mixer using a mixer whose blades rotate in a cylindrical container. If necessary, the entire mixing system such as a dispersing machine may be heated during mixing.
  • Step (I-b2) In the step (I-b2), the carbon black-containing slurry solution to which the rubber latex particles are attached and the remaining rubber latex solution are mixed to produce a carbon black-containing rubber latex solution to which the rubber latex particles are attached.
  • the method of mixing the carbon black-containing slurry solution to which the rubber latex particles adhere and the remaining rubber latex solution in the liquid phase is the same as the method of mixing the slurry solution and the rubber latex solution in the liquid phase described above. The method is mentioned.
  • the remaining rubber latex solution preferably has a higher rubber solids concentration than the rubber latex solution added in step (I-a2), considering the dehydration time and labor in step (III) described later, Specifically, the concentration of rubber solids is preferably 10 to 60% by weight, and more preferably 20 to 30% by weight.
  • a surfactant may be added to improve the dispersibility of carbon black.
  • surfactants known in the rubber industry can be used.
  • nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, zwitterionic surfactants, etc. Can be mentioned.
  • an alcohol such as ethanol may be used instead of the surfactant or in addition to the surfactant.
  • the surfactant is used, there is a concern that the final rubber physical properties of the vulcanized rubber may be reduced. Therefore, the blending amount of the surfactant is 100 parts by weight of the rubber solid content of the rubber latex solution. The amount is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 1 part by weight or less, and it is preferable that the surfactant is not used substantially.
  • step (II) of the present invention the carbon black-containing rubber latex solution obtained above is coagulated to produce a carbon black-containing rubber coagulated product.
  • Examples of the method of coagulation include a method of incorporating a coagulant in the carbon black-containing rubber latex solution.
  • a coagulant an acid such as formic acid or sulfuric acid, a salt such as sodium chloride or the like that is usually used for coagulating a rubber latex solution can be used.
  • step (III) of the present invention the carbon black-containing rubber coagulated material obtained above is dewatered and dried to produce a rubber wet masterbatch.
  • various dehydration / drying apparatuses such as a single-screw extruder, a twin-screw extruder, an oven, a conveyor type dryer, a vacuum dryer, an air dryer, can be used, for example.
  • a centrifugal separation step or a solid-liquid separation step using a vibrating screen is provided before the step (III), for the purpose of appropriately reducing the amount of water contained in the carbon black-containing rubber coagulated material.
  • a washing process such as a water washing method may be provided for the purpose of washing.
  • the method for producing a rubber composition of the present invention includes the step (IV) of dry mixing using the rubber wet masterbatch obtained above.
  • the rubber and the various compounding agents can be further used in the above range of content.
  • the carbon black is preferably 10 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition.
  • the carbon black is preferably 20 parts by weight or more, more preferably 30 parts by weight or more, with respect to 100 parts by weight of the rubber component in the rubber composition, from the viewpoint of improving the reinforcing property of the vulcanized rubber.
  • the amount is 100 parts by weight or less, and more preferably 80 parts by weight or less.
  • a vulcanized rubber having low heat buildup can be obtained.
  • the rubber wet masterbatch and rubber composition of the present invention are also suitable for pneumatic tires.
  • Carbon blacks A and B are synthesized and obtained under the manufacturing conditions described in Table 1 using the above-described wide-diameter cylindrical reactor.
  • the nitrogen adsorption specific surface area was determined according to JIS K 6217-7 for the carbon blacks obtained in the above synthesis examples and comparative synthesis examples. The results are shown in Table 2.
  • carbon black A is "Seast 6 (ISAF)” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd .
  • Carbon black B shows “Siest 9 (SAF)” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd .;
  • Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 ⁇ Production of rubber composition and unvulcanized rubber composition> A rubber composition is produced by dry mixing (kneading time: 3 minutes, discharge temperature: 150 ° C.) of each raw material (component except sulfur and vulcanization accelerator) described in Table 3 using a Banbury mixer. did. Subsequently, the sulfur described in Table 3 and the vulcanization accelerator are added to the obtained rubber composition, and dry mixing (kneading time: 1 minute, discharge temperature: 90 ° C.) using a Banbury mixer is not carried out. A vulcanized rubber composition was produced. The compounding ratios in Table 3 are shown in parts by weight (phr) based on 100 parts by weight of the rubber component contained in the rubber composition.
  • a vulcanized rubber was produced by vulcanizing the unvulcanized rubber compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples under the conditions of 150 ° C. and 30 minutes. The following evaluation was performed about the obtained vulcanized rubber. The evaluation results are shown in Table 3.
  • Example 9 ⁇ Step (I): Production of Carbon Black-Containing Rubber Latex Solution> 50 parts by weight of the above carbon black 1 is added to water, and carbon black is dispersed by dispersing carbon black using Robomix manufactured by PRIMIX (the conditions of the robot mix: 9000 rpm, 30 minutes). A slurry solution containing carbon black in weight% was produced (step (I-a1)).
  • a natural rubber latex solution (25% by weight) is combined with the carbon black-containing slurry solution produced in step (I-a1) with the carbon black-containing slurry solution used in step (I-a1) to give a solid content 100 parts by weight of (rubber) was added, followed by mixing using a SANYO household mixer SM-L56 (mixer conditions 11300 rpm, 30 minutes) to produce a carbon black-containing rubber latex solution (Step (I-b1)).
  • the carbon black-containing rubber coagulated material produced in the above step (II) is dewatered and dried with a squeezer type single-screw extrusion dehydrator (V-02 type made by Suehiro EPM) until the water content becomes 1.5% or less Thus, a rubber wet masterbatch was produced (step (III)).
  • Example 10 ⁇ Step (I): Production of Carbon Black-Containing Rubber Latex Solution> Water was added to the natural rubber latex solution to prepare a 0.5 wt% rubber dilute latex aqueous solution. To the obtained rubber dilute latex aqueous solution, 50 parts by weight of the above carbon black 2 (1 part by weight of the solid solution (rubber amount) of the latex solution by weight ratio to the carbon black) is added. The carbon black-containing slurry solution to which rubber latex particles were attached was produced by dispersing carbon black using the mix (conditions of the robot mix: 9000 rpm, 30 minutes) (step (I-a2)).
  • step (I-a2) a natural rubber latex using the remaining natural rubber latex solution (25% by weight) in the carbon black-containing slurry solution to which the rubber latex particles produced in the step (I-a2) adhere, in the step (I-a2)
  • Aqueous carbon black-containing slurry solution is combined and added so that the solid content (rubber) amount is 100 parts by weight, and then mixed using a SANYO household mixer SM-L56 type (mixer conditions 11300 rpm, 30 Min), a carbon black-containing rubber latex solution to which rubber latex particles were attached was produced (step (I-b2)).
  • the carbon black-containing rubber coagulated material produced in the above step (II) is dewatered and dried with a squeezer type single-screw extrusion dehydrator (V-02 type made by Suehiro EPM) until the water content becomes 1.5% or less Thus, a rubber wet masterbatch was produced (step (III)).
  • the rubber wet masterbatches, rubber compositions and unvulcanized rubber compositions of Examples 11 to 15 and Comparative Examples 4 to 5 were produced by the same method.
  • a vulcanized rubber was produced by vulcanizing the unvulcanized rubber compositions obtained in the above Examples and Comparative Examples under the conditions of 150 ° C. and 30 minutes. The following evaluation was performed about the obtained vulcanized rubber. The evaluation results are shown in Table 4.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

カーボンブラックを含むゴム組成物であって、前記カーボンブラックは、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすゴム組成物。本発明のゴム組成物は、低発熱性を有する加硫ゴムが得られる。

Description

ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法
　本発明は、ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法に関する。
　従来、例えば空気入りタイヤに用いられるゴム組成物においては、タイヤの低燃費性を向上させる観点から、発熱しにくくすることで転がり抵抗を低減することが求められている。また、当該ゴム組成物の充填材としては、通常、カーボンブラックが用いられ、各種形状を有するカーボンブラックが知られている（特許文献１～２）。
　また、ゴム業界においては、カーボンブラックを含有するゴム組成物を製造する際の加工性やカーボンブラックの分散性を向上させるために、ゴムウエットマスターバッチを用いることが知られている。これは、カーボンブラックと分散溶媒とを予め一定の割合で混合し、機械的な力でカーボンブラックを分散溶媒中に分散させたカーボンブラック含有スラリー溶液と、ゴムラテックス溶液を液相で混合し、その後、酸などの凝固剤を加えて凝固させたもの（カーボンブラック含有ゴム凝固物）を回収して乾燥するものである。
　ゴムウエットマスターバッチを用いる場合、カーボンブラックとゴムとを固相で混合して得られるゴムドライマスターバッチを用いる場合に比べて、カーボンブラックの分散性に優れ、加工性や補強性などのゴム物性に優れるゴム組成物が得られる。このようなゴム組成物を原料とすることで、例えば、転がり抵抗が低減され、耐疲労性に優れた空気入りタイヤなどのゴム製品（加硫ゴム）を製造することができる。
特開２００８－５６７８１号公報 特開２００４－１０６８９号公報
　一方、市場では、ゴム組成物を原料としたタイヤ（加硫ゴム）において、より低発熱性を有するものが求められているが、上記の特許文献のようなゴム組成物から得られた加硫ゴムは、当該特性に改善の余地があった。
　本発明の第１の目的は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、低発熱性を有する加硫ゴムが得られるゴム組成物を提供することである。
　また、本発明の第２の目的は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、低発熱性を有する加硫ゴムが得られるゴムウエットマスターバッチの製造方法を提供することである。
　本発明は、カーボンブラックを含むゴム組成物であって、前記カーボンブラックは、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすゴム組成物、に関する。
　また、本発明は、前記ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤ、に関する。
　また、本発明は、少なくともカーボンブラック、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られるゴムウエットマスターバッチの製造方法であって、前記カーボンブラック、前記分散溶媒、および前記ゴムラテックス溶液を混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（Ｉ）と、得られたカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固して、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造する工程（ＩＩ）と、得られたカーボンブラック含有ゴム凝固物を脱水・乾燥してゴムウエットマスターバッチを製造する工程（ＩＩＩ）を含み、前記カーボンブラックは、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすゴムウエットマスターバッチの製造方法、に関する。
　また、本発明は、前記ゴムウエットマスターバッチの製造方法で得られたゴムウエットマスターバッチを用いて、乾式混合する工程（ＩＶ）を含むゴム組成物の製造方法、に関する。
　本発明にかかるゴム組成物およびゴムウエットマスターバッチの製造方法における効果の作用メカニズムの詳細は不明な部分があるが、以下のように推定される。但し、本発明は、この作用メカニズムに限定して解釈されなくてもよい。
　本発明のゴム組成物およびゴムウエットマスターバッチの製造方法は、原料として、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすカーボンブラックを含む。当該カーボンブラックは、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であるため、小粒径であり、かつ上記の（Ａ）／（Ｂ）が０．９以下であるため、粒子の表面形状における凹凸の程度が大きいことから、ゴム組成物中のゴム成分、あるいはゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分、との相互作用が強くなるものと推定される。したがって、当該カーボンブラックを含むゴム組成物、あるいはゴムウエットマスターバッチを原料としたタイヤ（加硫ゴム）は、ゴム成分が拘束されるため、優れた低発熱性を発現するものと推定される。
本発明の代表的なカーボンブラック粒子の投影図、およびカーボンブラック粒子の投影図における粒子表面凹凸度の概念を示す図である。 本発明のカーボンブラックの製造に使用される反応炉の形態例を示す概略断面図である。
＜ゴム組成物＞
　本発明のゴム組成物は、少なくとも、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすカーボンブラックを含有する。なお、前記カーボンブラック粒子は、所謂、アグリゲートと呼ばれる複合粒子を示す。
＜カーボンブラック＞
　本発明のカーボンブラックは、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすカーボンブラックを含む。
　前記９０体積％粒径（Ｄ９０）は、画像解析粒度分布計（粒度分布画像解析装置）を用いた２次元画像データのカーボンブラック粒子の粒子分布から測定することができる。前記９０体積％粒径（Ｄ９０）は、全粒子の体積に対する累積体積が９０％になる時の粒子径を示す。前記画像解析粒度分布計（粒度分布画像解析装置）としては、例えば、ジャスコインタナショナル（株）製の「ＩＦ－３２００」などが使用できる。
　前記９０体積％粒径（Ｄ９０）は、カーボンブラックの分散性を向上させる観点から、２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。
　前記粒子表面凹凸度は、前記画像解析粒度分布計（粒度分布画像解析装置）を用いた２次元画像データのカーボンブラック粒子の投影図から測定することができる。前記カーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）は、図１の１（黒塗り箇所）で示すように、カーボンブラック粒子の投影図の面積を示す。また、前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）は、図１の３（線）で示すように、一本の線で、当該線の長さが最も短くなるように、前記カーボンブラック粒子の投影図を囲んで得られる、当該糸の輪郭形状の面積（図１の２）を示す。
　前記粒子表面凹凸度は、粒子の表面形状における凹凸の程度を示す指標であり、当該値が小さいほど、粒子の表面形状における凹凸の程度が大きいことを表す。よって、前記粒子表面凹凸度は、粒子の表面形状における凹凸の程度を高めて、当該粒子とゴム組成物中のゴム成分、あるいは後述するゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分、との相互作用を高める観点から、０．８５以下であることが好ましく、０．８０以下であることがより好ましく、０．７５以下であることがさらに好ましく、０．７０以下であることがよりさらに好ましい。
　２次元画像データのカーボンブラック粒子の向きによる誤差を排除するために、前記９０体積％粒径および前記粒子表面凹凸度は、任意に選定した１５，０００個以上の粒子の平均値として算出する。
　前記カーボンブラックは、窒素吸着比表面積が、３０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下程度であることが好ましく、５０ｍ２／ｇ以上２００ｍ２／ｇ以下程度であることがより好ましい。
＜カーボンブラックの製造方法＞
　前記カーボンブラックの製造方法は、反応炉として、ガス流路の上流から下流方向に向かって、燃料燃焼帯域、原料炭化水素導入帯域および反応帯域が順次設けられたものを使用する。当該方法は、前記燃料燃焼帯域に、酸素含有ガスと燃料を流入し混合燃焼させることで高温燃焼ガスを発生させ、次いで、前記原料炭化水素導入帯域に高温燃焼ガスと原料炭化水素を導入することでカーボンブラック含有ガスを発生させた後、冷却液などにより反応を停止させる方法である。このような反応炉としては、例えば、図２に模式的に示すような広径円筒反応炉を挙げることができ、例えば、特開２０１７－１４５３５９号公報、特開２０１１－１６２５９６号公報などに開示のカーボンブラックの製造方法が参考となる。以下、前記カーボンブラックの製造方法を、図２に示す反応炉を適宜例にとって説明する。
　図２に示す反応炉には、炉内に形成されたガス流路の上流から下流方向に向かって連通する、燃料燃焼帯域Ａ、原料炭化水素導入帯域Ｅ、および反応帯域Ｆが順次設けられている。
　図２に示す反応炉において、前記燃料燃焼帯域Ａは、炉軸方向に空気等の酸素含有ガスを導入する酸素含有ガス導入口Ｃと、炉軸方向に燃料を供給する燃焼用バーナーＢとを備えている。また、前記原料炭化水素導入帯域Ｅは、炉軸方向に原料炭化水素を供給する原料導入ノズルＤを備え、前記燃料燃焼帯域Ａと同軸的に連通して設けられている。また、前記反応帯域Ｆに同軸的に連通して反応停止帯域も設けられており、同反応停止帯域には、炉軸方向に冷却液を噴霧する冷却液導入ノズルＧが設けられている。
　前記燃料燃焼帯域Ａでは、酸素含有ガスと燃料を導入し混合燃焼させて、高温燃焼ガス流を発生させる。前記酸素含有ガスとしては、例えば、酸素、空気またはこれらの混合物からなるガスなどが挙げられ、また、前記燃料としては、例えば、水素、一酸化炭素、天然ガス、石油ガス、ＦＣＣ残渣油；重油などの石油系液体燃料；クレオソート油などの石炭系液体燃料；などが挙げられる。
　前記燃料燃焼帯域Ａにおいて、前記酸素含有ガスの供給量は、２０００ｋｇ／ｈ～５０００ｋｇ／ｈ程度であることが好ましく、２５００ｋｇ／ｈ～４５００ｋｇ／ｈ程度であることがより好ましい。また、前記燃料燃焼帯域Ａにおいて、前記燃料の供給量は、５０ｋｇ／ｈ～４００ｋｇ／ｈ程度であることが好ましく、１００ｋｇ／ｈ～２００ｋｇ／ｈ程度であることがより好ましい。前記燃料燃焼帯域Ａにおいては、例えば、５００℃～８００℃程度に予熱した前記酸素含有ガスを供給しつつ前記燃料を供給することにより、両者を混合燃焼させて前記高温燃焼ガス流を発生させることができる。
　前記カーボンブラックの製造方法は、前記高温燃焼ガス流を、原料炭化水素導入帯域Ｅに導入しつつ、当該原料炭化水素導入帯域Ｅに原料導入ノズルＤから原料炭化水素を導入する。
　前記原料炭化水素としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン、アントラセンなどの芳香族炭化水素；クレオソート油、カルボン酸油などの石炭系炭化水素；エチレンヘビーエンドオイル、ＦＣＣ残渣油などの石油系重質油；アセチレン系不飽和炭化水素、エチレン系炭化水素、ペンタンやヘキサンなどの脂肪族飽和炭化水素などが挙げられる。また、前記原料導入ノズルＤとしては、例えば、一流体ノズルが挙げられる。
　前記原料炭化水素の導入量は、５０ｋｇ／ｈ～１０００ｋｇ／ｈ程度であることが好ましく、８０ｋｇ／ｈ～５００ｋｇ／ｈ程度であることがより好ましく、１００ｋｇ／ｈ～４００ｋｇ／ｈ程度であることがさらに好ましい。
　前記カーボンブラックの製造方法は、前記反応帯域Ｆで発生した、高温燃焼ガス中に浮遊懸濁したカーボンブラック粒子（カーボンブラック含有ガス）が、反応停止帯域に導入され、冷却液が噴霧される。前記冷却液としては水などを挙げることができ、冷却液を噴霧することにより、前記カーボンブラック含有ガスが冷却される。前記冷却液の噴霧は、例えば、図２に示す冷却液導入ノズルＧから冷却液を噴霧することにより行うことができる。
　また、前記高温燃焼ガス流と前記原料炭化水素が初期接触した後から、前記反応停止帯域における冷却液導入ノズルＧで冷却されるまでに経過した時間（以下、滞留時間ともいう）は、０．００１ｓｅｃ～０．０１ｓｅｃ程度であることが好ましく、０．００２ｓｅｃ～０．００５ｓｅｃ程度であることがより好ましい。
　また、反応域帯Ｆから冷却液導入ノズルＧへ達した時間における平均温度（以下、反応温度ともいう）は、１２００℃～２０００℃程度であることが好ましく、１４００℃～１９００℃程度であることがより好ましく、１５５０℃～１８５０℃程度であることがさらに好ましい。
　また、原料炭化水素導入域帯Ｅから反応域帯Ｆへ達した時間における、平均温度（以下、滞留温度ともいう）は、１０００℃～１８００℃程度であることが好ましく、１２００℃～１６００℃程度であることがより好ましい。
　前記冷却液にて冷却されたカーボンブラック粒子は、煙道Ｈなどを経て、サイクロンやバッグフィルターなどの捕集系（分離捕集装置）により分離捕集することにより、目的とするカーボンブラックを回収することができる。
＜ゴム組成物＞
　本発明では、前記カーボンブラックを用いて、ゴム組成物を調製することができる。また、前記ゴム組成物の原料としては、通常ゴム業界で使用される、ゴム、各種配合剤が挙げられる。
　前記ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）や、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などの合成ジエン系ゴムが挙げられる。ゴムは、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。
　前記カーボンブラックは、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して、１０～１２０重量部であることが好ましい。前記カーボンブラックは、加硫ゴムの補強性を向上させる観点から、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して、２０重量部以上であることが好ましく、３０重量部以上であることがより好ましく、そして、１００重量部以下であることが好ましく、８０重量部以下であることがより好ましい。
　前記各種配合剤としては、例えば、硫黄系加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、シリカ、シランカップリング剤、酸化亜鉛、メチレン受容体およびメチレン供与体、ステアリン酸、加硫促進助剤、加硫遅延剤、有機過酸化物、ワックスやオイルなどの軟化剤、加工助剤などが挙げられる。
　前記硫黄系加硫剤としての硫黄は、通常のゴム用硫黄であればよく、例えば、粉末硫黄、沈降硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄などを用いることができる。硫黄系加硫剤は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。
　前記硫黄の含有量は、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して０．３～６．５重量部であることが好ましい。硫黄の含有量が０．３重量部未満であると、加硫ゴムの架橋密度が不足してゴム強度などが低下し、６．５重量部を超えると、特に耐熱性および耐久性の両方が悪化する。加硫ゴムのゴム強度を良好に確保し、耐熱性と耐久性をより向上するためには、硫黄の含有量がゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して１．０～５．５重量部であることがより好ましい。
　前記加硫促進剤としては、通常のゴム用加硫促進剤であればよく、スルフェンアミド系加硫促進剤、チウラム系加硫促進剤、チアゾール系加硫促進剤、チオウレア系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤などが挙げられる。加硫促進剤は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。
　前記加硫促進剤の含有量は、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して１～５重量部であることが好ましい。
　前記老化防止剤としては、通常のゴム用老化防止剤であればよく、芳香族アミン系老化防止剤、アミン－ケトン系老化防止剤、モノフェノール系老化防止剤、ビスフェノール系老化防止剤、ポリフェノール系老化防止剤、ジチオカルバミン酸塩系老化防止剤、チオウレア系老化防止剤などが挙げられる。老化防止剤は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。
　前記老化防止剤の含有量は、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して１～５重量部であることが好ましい。
　前記カーボンブラック、前記ゴム、および前記各種配合剤の配合（添加）の方法は、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの通常のゴム工業において使用される混練機を用いて混練する方法が挙げられる。
　前記混練する方法は特に限定されないが、例えば、硫黄系加硫剤および加硫促進剤などの加硫系成分以外の成分を、任意の順序で添加し混練する方法、同時に添加して混練する方法、また、全成分を同時に添加して混練する方法などが挙げられる。また、混練する回数は、１回または複数回であってもよい。混練する時間は、使用する混練機の大きさなどによって異なるが、通常、２～５分程度とすればよい。また、混練機の排出温度は、１２０～１７０℃とすることが好ましく、１２０～１５０℃とすることがより好ましい。なお、混練機の排出温度は、前記加硫系成分を含む場合、８０～１１０℃とすることが好ましく、８０～１００℃とすることがより好ましい。
　本発明のカーボンブラックを含むゴム組成物から得られた加硫ゴムは、低発熱性を有するため、空気入りタイヤ用に適している。
＜ゴムウエットマスターバッチの製造方法＞
　本発明のゴムウエットマスターバッチの製造方法は、少なくとも前記カーボンブラック、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として使用する。
　前記カーボンブラックは、ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分１００重量部に対して、１０～１２０重量部であることが好ましい。前記カーボンブラックは、加硫ゴムの補強性を向上させる観点から、ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分１００重量部に対して、２０重量部以上であることが好ましく、３０重量部以上であることがより好ましく、そして、１００重量部以下であることが好ましく、８０重量部以下であることがより好ましい。
＜分散溶媒＞
　本発明の分散溶媒としては、特に水を使用することが好ましいが、例えば、有機溶媒を含有する水であってもよい。前記分散溶媒は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。
＜ゴムラテックス溶液＞
　本発明のゴムラテックス溶液としては、天然ゴムラテックス溶液および合成ゴムラテックス溶液を使用することができる。
　前記天然ゴムラテックス溶液は、植物の代謝作用による天然の生産物であり、特に分散溶媒が水である、天然ゴム／水系のものが好ましい。前記天然ゴムラテックス中に含まれる天然ゴムの数平均分子量は、２００万以上であることが好ましく、２５０万以上であることがより好ましい。前記天然ゴムラテックス溶液としては、濃縮ラテックス、フィールドラテックスといわれる新鮮ラテックスなど区別なく使用できる。前記合成ゴムラテックス溶液としては、例えば、スチレン－ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴムを乳化重合により製造したものが挙げられる。前記ゴムラテックス溶液は、単独で用いてもよく２種類以上を併用してもよい。
　以下に、本発明のゴムウエットマスターバッチの製造方法について具体的に説明する。かかる製造方法は、前記カーボンブラック、前記分散溶媒、および前記ゴムラテックス溶液を混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（Ｉ）と、得られたカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固して、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造する工程（ＩＩ）と、得られたカーボンブラック含有ゴム凝固物を乾燥してゴムウエットマスターバッチを製造する工程（ＩＩＩ）を含む。
＜工程（Ｉ）＞
　本発明の工程（Ｉ）では、前記カーボンブラック、前記分散溶媒、および前記ゴムラテックス溶液を混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する。特に、本発明においては、前記工程（Ｉ）が、前記カーボンブラックを前記分散溶媒中に分散させて、カーボンブラック含有スラリー溶液（以下、スラリー溶液ともいう）を製造する工程（Ｉ－ａ１）と、得られたカーボンブラック含有スラリー溶液と、前記ゴムラテックス溶液とを混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（Ｉ－ｂ１）を含むことが好ましい。また、本発明においては、前記工程（Ｉ）が、前記カーボンブラックを前記分散溶媒中に分散させる際に、前記ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造する工程（Ｉ－ａ２）と、得られたゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液と、残りの前記ゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（Ｉ－ｂ２）を含むこともできる。
＜工程（Ｉ－ａ１）＞
　前記工程（Ｉ－ａ１）において、カーボンブラックおよび分散溶媒を混合する方法としては、例えば、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機を使用してカーボンブラックを分散させる方法が挙げられる。
　前記「高せん断ミキサー」とは、ローターとステーターとを備えるミキサーであって、高速回転が可能なローターと、固定されたステーターと、の間に精密なクリアランスを設けた状態でローターが回転することにより、高せん断作用が働くミキサーを意味する。このような高せん断作用を生み出すためには、ローターとステーターとのクリアランスを０．８ｍｍ以下とし、ローターの周速を５ｍ／ｓ以上とすることが好ましい。このような高せん断ミキサーは、市販品を使用することができ、例えば、ＳＩＬＶＥＲＳＯＮ社製「ハイシアーミキサー」が挙げられる。
＜工程（Ｉ－ａ２）＞
　前記工程（Ｉ－ａ２）では、カーボンブラックを分散溶媒中に分散させる際に、ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造する。ゴムラテックス溶液は、あらかじめ分散溶媒と混合した後、カーボンブラックを添加し、分散させても良い。また、分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで所定の添加速度で、ゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良く、あるいは分散溶媒中にカーボンブラックを添加し、次いで何回かに分けて一定量のゴムラテックス溶液を添加しつつ、分散溶媒中でカーボンブラックを分散させても良い。ゴムラテックス溶液が存在する状態で、分散溶媒中にカーボンブラックを分散させることにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造することができる。工程（Ｉ－ａ２）におけるゴムラテックス溶液の添加量としては、使用するゴムラテックス溶液の全量（工程（Ｉ－ａ２）および工程（Ｉ－ｂ２）で添加する全量）に対して、０．５～５０重量％が例示される。
　前記工程（Ｉ－ａ２）では、添加するゴムラテックス溶液のゴム固形分の量が、カーボンブラックとの重量比で０．５～１０％であることが好ましく、１～６％であることが好ましい。また、添加するゴムラテックス溶液中のゴム固形分の濃度が、０．２５～５重量％であることが好ましく、０．５～１．５重量％であることがより好ましい。これらの場合、ゴムラテックス粒子をカーボンブラックに確実に付着させつつ、カーボンブラックの分散度合いを高めたゴムウエットマスターバッチを製造することができる。
　前記工程（Ｉ－ａ２）において、ゴムラテックス溶液存在下でカーボンブラックおよび分散溶媒を混合する方法としては、上述したカーボンブラックおよび分散溶媒を混合する方法と同様の方法が挙げられる。
＜工程（Ｉ－ｂ１）＞
　前記工程（Ｉ－ｂ１）では、前記スラリー溶液と、ゴムラテックス溶液とを混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する。スラリー溶液と、ゴムラテックス溶液とを液相で混合する方法は特に限定されるものではなく、スラリー溶液およびゴムラテックス溶液とを、例えば、高せん断ミキサー、ハイシアーミキサー、ホモミキサー、ボールミル、ビーズミル、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、コロイドミルなどの一般的な分散機や円筒状容器内でブレードが回転する混合機を使用して混合する方法が挙げられる。必要に応じて、混合の際に分散機などの混合系全体を加温してもよい。
＜工程（Ｉ－ｂ２）＞
　前記工程（Ｉ－ｂ２）では、前記ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する。前記ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液と、残りのゴムラテックス溶液とを液相で混合する方法は、上述した、スラリー溶液と、ゴムラテックス溶液とを液相で混合する方法と同様の方法が挙げられる。
　前記残りのゴムラテックス溶液は、後述する工程（ＩＩＩ）での脱水時間・労力を考慮した場合、工程（Ｉ－ａ２）で添加したゴムラテックス溶液よりもゴム固形分の濃度が高いことが好ましく、具体的には、ゴム固形分の濃度が１０～６０重量％であることが好ましく、２０～３０重量％であることがより好ましい。
　なお、前記工程（Ｉ）では、カーボンブラックの分散性向上のために界面活性剤を添加しても良い。前記界面活性剤としては、ゴム業界において公知の界面活性剤を使用することができ、例えば、非イオン性界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両イオン系界面活性剤などが挙げられる。また、前記界面活性剤に代えて、あるいは前記界面活性剤に加えて、エタノールなどのアルコールを使用しても良い。ただし、前記界面活性剤を使用した場合、最終的な加硫ゴムのゴム物性が低下することが懸念されるため、前記界面活性剤の配合量は、前記ゴムラテックス溶液のゴム固形分量１００重量部に対して、２重量部以下であることが好ましく、１重量部以下であることがより好ましく、実質的に前記界面活性剤を使用しないことが好ましい。
＜工程（ＩＩ）＞
　本発明の工程（ＩＩ）では、上記で得られたカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固して、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造する。
　前記凝固の方法としては、前記カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液中に、凝固剤を含有させる方法が挙げられる。前記凝固剤としては、ゴムラテックス溶液の凝固用として通常使用される、ギ酸、硫酸などの酸；塩化ナトリウムなどの塩；などを使用することができる。
＜工程（ＩＩＩ）＞
　本発明の工程（ＩＩＩ）では、上記で得られたカーボンブラック含有ゴム凝固物を脱水・乾燥して、ゴムウエットマスターバッチを製造する。前記脱水・乾燥の方法としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機、オーブン、コンベアー式乾燥機、真空乾燥機、エアードライヤーなどの各種脱水・乾燥装置を使用することができる。なお、工程（ＩＩＩ）の前に、必要に応じて、カーボンブラック含有ゴム凝固物が含む水分量を適度に低減する目的として、例えば、遠心分離工程や振動スクリーンを使用した固液分離工程を設けてもよく、あるいは、洗浄を目的として、水洗法などの洗浄工程などを設けてもよい。
＜工程（ＩＶ）＞
　本発明のゴム組成物の製造方法は、上記で得られたゴムウエットマスターバッチを用いて、乾式混合する工程（ＩＶ）を含む。
　前記工程（ＩＶ）では、さらに、前記ゴム、前記各種配合剤を上記の含有量の範囲にて用いることができる。
　前記カーボンブラックは、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して、１０～１２０重量部であることが好ましい。前記カーボンブラックは、加硫ゴムの補強性を向上させる観点から、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して、２０重量部以上であることが好ましく、３０重量部以上であることがより好ましく、そして、１００重量部以下であることが好ましく、８０重量部以下であることがより好ましい。
　本発明のゴムウエットマスターバッチの製造方法、あるいはゴム組成物の製造方法によれば、低発熱性を有する加硫ゴムが得られる。また、本発明のゴムウエットマスターバッチおよびゴム組成物は、空気入りタイヤに適している。
　以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら限定されるものではない。
＜合成例＞
＜カーボンブラック１～７の製造＞
　上述した広径円筒反応炉を用い、表１に記載の製造条件にて、カーボンブラック１～７を合成して得る。
＜比較合成例＞
＜カーボンブラックＡ、Ｂの製造＞
　上述した広径円筒反応炉を用い、表１に記載の製造条件にて、カーボンブラックＡ、Ｂを合成して得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜カーボンブラックの特性分析＞
＜９０体積％粒径（Ｄ９０）および粒子表面凹凸度の評価＞
　上記で合成例および比較合成例で得られるカーボンブラックに水を加え、超音波ホモジナイザー（三井電気精機社製、「ＵＸ－３００」）で２０分間照射して、０．００５重量％のカーボンブラック分散体を調製した。次いで、画像解析粒度分布計（ジャスコインタナショナル（株）製、「ＩＦ－３２００」、解析ソフト「ＰＩＡ－Ｐｒｏ画像解析ソフトウエア　ｖｅｒ．２０１６」、測定条件：セル厚みが５０μｍ、サンプル濃度が０．００５重量％、測定前に超音波を５分照射、解析する累積粒子個数が１５，０００～３０，０００個）を用いて、各カーボンブラックの９０体積％粒径（Ｄ９０）および粒子表面凹凸度を求めた。結果を表２に示す。
＜窒素吸着比表面積の評価＞
　窒素吸着比表面積は、上記の合成例および比較合成例で得られるカーボンブラックを、ＪＩＳ　Ｋ　６２１７－７に準じて求めた。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、表２中、カーボンブラックＡは、東海カーボン社製「シースト６（ＩＳＡＦ）」；
　カーボンブラックＢは、東海カーボン社製「シースト９（ＳＡＦ）」；を示す。
　（表３におけるカーボンブラック以外の使用原料）
ａ）天然ゴム：「ＲＳＳ＃３」
ｂ）オイル：「プロセスＮ１４０」（ＪＸ日鉱日石サンエナジー社製）
ｃ）酸化亜鉛：「亜鉛華１号」（三井金属鉱業社製）
ｄ）老化防止剤（Ａ）：「ノクラック６Ｃ」（大内新興化学工業社製）
ｅ）老化防止剤（Ｂ）：「ノクラック２２４」（大内新興化学工業社製）
ｆ）ステアリン酸：「ルナックＳ２０」（花王社製）
ｇ）ワックス：「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」（日本精蝋社製）
ｈ）硫黄：「５％油入微粉末硫黄」（鶴見化学工業社製）
ｉ）加硫促進剤（Ａ）：Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド、「サンセラーＣＭ－Ｇ」（三新化学工業社製）
ｊ）加硫促進剤（Ｂ）：１,３-ジフェニルグアニジン、「ノクセラーＤ」（大内新興化学社製）
＜実施例１～８、比較例１～３＞
＜ゴム組成物および未加硫ゴム組成物の製造＞
　表３に記載の各原料（硫黄と加硫促進剤を除く成分）を、バンバリーミキサーを用いて乾式混合（混練り時間：３分、排出温度：１５０℃）することにより、ゴム組成物を製造した。次いで、得られたゴム組成物に、表３に記載の硫黄、加硫促進剤を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合（混練り時間：１分、排出温度：９０℃）することにより、未加硫ゴム組成物を製造した。なお、表３中の配合比率は、ゴム組成物に含まれるゴム成分を１００重量部としたときの重量部（ｐｈｒ）で示す。
＜加硫ゴムの製造＞
　上記の実施例及び比較例で得られた未加硫ゴム組成物を、１５０℃、３０分間の条件で加硫することにより、加硫ゴムを製造した。得られた加硫ゴムについて以下の評価を行った。評価結果を表３に示す。
＜発熱性の評価＞
　発熱性の評価は、ＪＩＳ－Ｋ６３９４に準じて、（株）東洋精機製作所製の粘弾性試験機を用い、静歪み（初期歪み）１０％、動歪み１％、周波数１０Ｈｚ、温度６０℃の条件下で、損失係数ｔａｎδを測定し、実施例１～４は比較例１の値を１００とした指数、実施例５は比較例２の値を１００とした指数、実施例６～８は比較例３の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、発熱し難く、低発熱性に優れるため、タイヤとしての低燃費性能に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　（表４におけるカーボンブラック以外の使用原料）
ａ）天然ゴムラテックス溶液：「ＮＲフィールドラテックス」（Ｇｏｌｄｅｎ　Ｈｏｐｅ社製）（ＤＲＣ＝３１．２％）
ｂ）酸化亜鉛：「亜鉛華１号」（三井金属鉱業社製）
ｃ）老化防止剤（Ａ）：「ノクラック６Ｃ」（大内新興化学工業社製）
ｄ）老化防止剤（Ｂ）：Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄ－２，２，４－ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ－１，２ｄｉｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ、「アンテージＲＤ」(川口化学工業社製)
ｅ）ステアリン酸：「ルナックＳ２０」（花王社製）
ｆ）ワックス：「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」（日本精蝋社製）
ｇ）硫黄：「５％油入微粉末硫黄」（鶴見化学工業社製）
ｈ）加硫促進剤（Ａ）：Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾールスルフェンアミド、「サンセラーＣＭ－Ｇ」（三新化学工業社製）
ｉ）加硫促進剤（Ｂ）：１,３-ジフェニルグアニジン、「ノクセラーＤ」（大内新興化学社製）
＜実施例９＞
＜工程（Ｉ）：カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液の製造＞
　水に上記のカーボンブラック１を５０重量部添加し、これにＰＲＩＭＩＸ社製ロボミックスを使用してカーボンブラックを分散させることにより（該ロボミックスの条件：９０００ｒｐｍ、３０分）、カーボンブラック濃度が５重量％のカーボンブラック含有スラリー溶液を製造した（工程（Ｉ－ａ１））。次に、工程（Ｉ－ａ１）で製造したカーボンブラック含有スラリー溶液に、天然ゴムラテックス溶液（２５重量％）を、工程（Ｉ－ａ１）で使用したカーボンブラック含有スラリー溶液と合わせて、固形分（ゴム）量が１００重量部となるように添加し、次いでＳＡＮＹＯ社製家庭用ミキサーＳＭ－Ｌ５６型を使用して混合し（ミキサー条件１１３００ｒｐｍ、３０分）、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造した（工程（Ｉ－ｂ１））。
＜工程（ＩＩ）：カーボンブラック含有ゴム凝固物の製造＞
　上記の工程（Ｉ）で製造したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液に、凝固剤として、ギ酸（１０％溶液）を溶液全体がｐＨ４となるまで添加し、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造した（工程（ＩＩ））。
＜工程（ＩＩＩ）：ゴムウエットマスターバッチの製造＞
　上記の工程（ＩＩ）で製造したカーボンブラック含有ゴム凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機（スエヒロＥＰＭ社製Ｖ－０２型）で水分率が１．５％以下になるまで脱水および乾燥することにより、ゴムウエットマスターバッチを製造した（工程（ＩＩＩ））。
＜工程（ＩＶ）：ゴム組成物および未加硫ゴム組成物の製造＞
　上記で得られたゴムウエットマスターバッチと、表４に記載の各原料（硫黄と加硫促進剤を除く成分）を、バンバリーミキサーを用いて乾式混合（混練時間：３分、排出温度：１５０℃）することにより、ゴム組成物を製造した。次いで、得られたゴム組成物に、表４に記載の硫黄、加硫促進剤を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合（混練時間：１分、排出温度：９０℃）することにより、未加硫ゴム組成物を製造した。なお、表４中の配合比率は、ゴム組成物に含まれるゴム成分の全量を１００重量部としたときの重量部（ｐｈｒ）で示す。
＜実施例１０＞
　＜工程（Ｉ）：カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液の製造＞
　天然ゴムラテックス溶液に水を加え、濃度０．５重量％ゴム希薄ラテックス水溶液を調製した。得られたゴム希薄ラテックス水溶液に、上記のカーボンブラック２を５０重量部（ラテックス溶液の固形分量（ゴム量）が、カーボンブラックとの重量比で１重量部）添加し、これにＰＲＩＭＩＸ社製ロボミックスを使用してカーボンブラックを分散させることにより（該ロボミックスの条件：９０００ｒｐｍ、３０分）、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造した（工程（Ｉ－ａ２））。次に、工程（Ｉ－ａ２）で製造したゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液に、残りの天然ゴムラテックス溶液（２５重量％）を、工程（Ｉ－ａ２）で使用した天然ゴムラテックス水溶液カーボンブラック含有スラリー溶液と合わせて、固形分（ゴム）量が１００重量部となるように添加し、次いでＳＡＮＹＯ社製家庭用ミキサーＳＭ－Ｌ５６型を使用して混合し（ミキサー条件１１３００ｒｐｍ、３０分）、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造した（工程（Ｉ－ｂ２））。
＜工程（ＩＩ）：カーボンブラック含有ゴム凝固物の製造＞
　上記の工程（Ｉ）で製造したゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液に、凝固剤として、ギ酸（１０％溶液）を溶液全体がｐＨ４となるまで添加し、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造した（工程（ＩＩ））。
＜工程（ＩＩＩ）：ゴムウエットマスターバッチの製造＞
　上記の工程（ＩＩ）で製造したカーボンブラック含有ゴム凝固物を、スクイザー式１軸押出脱水機（スエヒロＥＰＭ社製Ｖ－０２型）で水分率が１．５％以下になるまで脱水および乾燥することにより、ゴムウエットマスターバッチを製造した（工程（ＩＩＩ））。
＜工程（ＩＶ）：ゴム組成物および未加硫ゴム組成物の製造＞
　上記で得られたゴムウエットマスターバッチと、表４に記載の各原料（硫黄と加硫促進剤を除く成分）を、バンバリーミキサーを用いて乾式混合（混練時間：３分、排出温度：１５０℃）することにより、ゴム組成物を製造した。次いで、得られたゴム組成物に、表４に記載の硫黄、加硫促進剤を加え、バンバリーミキサーを用いて乾式混合（混練時間：１分、排出温度：９０℃）することにより、未加硫ゴム組成物を製造した。なお、表４中の配合比率は、ゴム組成物に含まれるゴム成分の全量を１００重量部としたときの重量部（ｐｈｒ）で示す。
＜実施例１１～１５および比較例４～５＞
　実施例９の＜工程（Ｉ）：カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液の製造＞において、使用するカーボンブラックを、表２に示す種類および表４に示す配合量に変更したこと以外は、実施例９と同様の方法により、実施例１１～１５および比較例４～５のゴムウエットマスターバッチ、ゴム組成物および未加硫ゴム組成物を製造した。
　上記の実施例及び比較例で得られた未加硫ゴム組成物を、１５０℃、３０分間の条件で加硫することにより、加硫ゴムを製造した。得られた加硫ゴムについて以下の評価を行った。評価結果を表４に示す。
＜発熱性の評価＞
　発熱性の評価は、ＪＩＳ－Ｋ６３９４に準じて、（株）東洋精機製作所製の粘弾性試験機を用い、静歪み（初期歪み）１０％、動歪み１％、周波数１０Ｈｚ、温度６０℃の条件下で、損失係数ｔａｎδを測定し、実施例９～１２は比較例４の値を１００とした指数、実施例１３～１５は比較例５の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど、発熱し難く、低発熱性に優れるため、タイヤとしての低燃費性能に優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
１　カーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）
２　カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）
３　カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭
Ａ　燃料燃焼帯域
Ｂ　燃焼用バーナー
Ｃ　酸素含有ガス導入口
Ｄ　原料導入ノズル
Ｅ　原料炭化水素導入帯域
Ｆ　反応帯域
Ｇ　冷却液導入ノズル
Ｈ　煙道

Claims (9)

  1. 　カーボンブラックを含むゴム組成物であって、
    　前記カーボンブラックは、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすことを特徴とするゴム組成物。
  2. 　前記カーボンブラックが、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して、１０～１２０重量部であることを特徴とする請求項１記載のゴム組成物。
  3. 　請求項１または２記載のゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤ。
  4. 　少なくともカーボンブラック、分散溶媒、およびゴムラテックス溶液を原料として得られるゴムウエットマスターバッチの製造方法であって、
    　前記カーボンブラック、前記分散溶媒、および前記ゴムラテックス溶液を混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（Ｉ）と、
    　得られたカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を凝固して、カーボンブラック含有ゴム凝固物を製造する工程（ＩＩ）と、
    　得られたカーボンブラック含有ゴム凝固物を脱水・乾燥してゴムウエットマスターバッチを製造する工程（ＩＩＩ）を含み、
    　前記カーボンブラックは、９０体積％粒径（Ｄ９０）が３５μｍ以下であり、かつカーボンブラック粒子の投影図の面積（μｍ２）（Ａ）／前記カーボンブラック粒子の投影図を一本の線で、当該線の長さが最短となるように囲んだ輪郭の面積（μｍ２）（Ｂ）の比率（（Ａ）／（Ｂ））で表される粒子表面凹凸度が、０．９以下であることの条件を満たすことを特徴とするゴムウエットマスターバッチの製造方法。
  5. 　前記工程（Ｉ）が、前記カーボンブラックを前記分散溶媒中に分散させて、カーボンブラック含有スラリー溶液を製造する工程（Ｉ－ａ１）と、
    　得られたカーボンブラック含有スラリー溶液と、前記ゴムラテックス溶液とを混合して、カーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（Ｉ－ｂ１）を含むことを特徴とする請求項４記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法。
  6. 　前記工程（Ｉ）が、前記カーボンブラックを前記分散溶媒中に分散させる際に、前記ゴムラテックス溶液の少なくとも一部を添加することにより、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液を製造する工程（Ｉ－ａ２）と、
    　得られたゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有スラリー溶液と、残りの前記ゴムラテックス溶液とを混合して、ゴムラテックス粒子が付着したカーボンブラック含有ゴムラテックス溶液を製造する工程（Ｉ－ｂ２）を含むことを特徴とする請求項４記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法。
  7. 　前記カーボンブラックが、前記ゴムウエットマスターバッチ中のゴム成分１００重量部に対して、１０～１２０重量部であることを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法。
  8. 　請求項４～７のいずれかに記載のゴムウエットマスターバッチの製造方法で得られたゴムウエットマスターバッチを用いて、乾式混合する工程（ＩＶ）を含むことを特徴とするゴム組成物の製造方法。
  9. 　前記カーボンブラックが、ゴム組成物中のゴム成分１００重量部に対して、１０～１２０重量部であることを特徴とする請求項８記載のゴム組成物の製造方法。
PCT/JP2018/040513 2017-12-26 2018-10-31 ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法 WO2019130803A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/956,965 US20200392310A1 (en) 2017-12-26 2018-10-31 Rubber composition, pneumatic tire, method for producing rubber wet masterbatch, and method for producing rubber composition

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017249016A JP7154008B2 (ja) 2017-12-26 2017-12-26 ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP2017-249022 2017-12-26
JP2017249022A JP7022582B2 (ja) 2017-12-26 2017-12-26 ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびゴム組成物の製造方法
JP2017-249016 2017-12-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019130803A1 true WO2019130803A1 (ja) 2019-07-04

Family

ID=67066956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/040513 WO2019130803A1 (ja) 2017-12-26 2018-10-31 ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20200392310A1 (ja)
WO (1) WO2019130803A1 (ja)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1036704A (ja) * 1996-07-22 1998-02-10 Nippon Steel Chem Co Ltd カーボンブラック及びゴム組成物
JP2000319539A (ja) * 1999-03-11 2000-11-21 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラック及びゴム組成物
WO2011018887A1 (ja) * 2009-08-12 2011-02-17 新日化カーボン株式会社 ハードカーボンブラック及びゴム組成物
JP2012158662A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2012158699A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Asahi Carbon Kk ソフト系ファーネスカーボンブラック及びゴム組成物
JP2012158627A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Nippon Steel Chemical Carbon Co Ltd ハードカーボンブラック
JP2012184315A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 重荷重用空気入りタイヤトレッド用ゴム組成物および重荷重用空気入りタイヤ
JP2015054870A (ja) * 2013-09-10 2015-03-23 東洋ゴム工業株式会社 ゴムウエットマスターバッチの製造方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6215005B2 (ja) * 2013-11-08 2017-10-18 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1036704A (ja) * 1996-07-22 1998-02-10 Nippon Steel Chem Co Ltd カーボンブラック及びゴム組成物
JP2000319539A (ja) * 1999-03-11 2000-11-21 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラック及びゴム組成物
WO2011018887A1 (ja) * 2009-08-12 2011-02-17 新日化カーボン株式会社 ハードカーボンブラック及びゴム組成物
JP2012158662A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物
JP2012158627A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Nippon Steel Chemical Carbon Co Ltd ハードカーボンブラック
JP2012158699A (ja) * 2011-02-01 2012-08-23 Asahi Carbon Kk ソフト系ファーネスカーボンブラック及びゴム組成物
JP2012184315A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 重荷重用空気入りタイヤトレッド用ゴム組成物および重荷重用空気入りタイヤ
JP2015054870A (ja) * 2013-09-10 2015-03-23 東洋ゴム工業株式会社 ゴムウエットマスターバッチの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200392310A1 (en) 2020-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6075084A (en) Elastomer composite blends and methods - II
JP5946387B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチ
BR112015024652B1 (pt) Processo para produzir uma composição elastomérica que contém um enchimento
JP2010209175A (ja) ウエットマスターバッチの製造方法、および該ウエットマスターバッチを用いて得られた加硫ゴム
JP6545481B2 (ja) ウェットマスターバッチの製造方法及びその方法により製造されたウェットマスターバッチ
JP2018109100A (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法
JP6371633B2 (ja) ゴム組成物及びベルト被覆ゴム
JP7329459B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびゴム組成物の製造方法
JP6872640B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびゴム組成物の製造方法
JP7022582B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびゴム組成物の製造方法
CN108350185B (zh) 橡胶湿法母炼胶及橡胶组合物的制造方法
JP7066398B2 (ja) タイヤ用ゴム組成物の製造方法
JP7125883B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法
JP2018062623A (ja) タイヤ部材の製造方法
WO2019130803A1 (ja) ゴム組成物および空気入りタイヤ、ならびにゴムウエットマスターバッチの製造方法およびゴム組成物の製造方法
JP7125325B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびゴム組成物の製造方法
WO2019130800A1 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびタイヤ用ゴム組成物の製造方法
JP6778088B2 (ja) ゴム組成物およびその製造方法
JP2019112543A (ja) プライトッピング用ゴム組成物の製造方法
JP7154008B2 (ja) ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP7505878B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチおよびその製造方法、ゴム組成物およびその製造方法、ならびに空気入りタイヤ
JP7132832B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチを含有するゴム組成物、およびその製造方法
JP7089431B2 (ja) タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法
JP7125298B2 (ja) ゴムウエットマスターバッチの製造方法、およびゴム組成物の製造方法
US11584832B2 (en) Method for producing rubber wet masterbatch and method for producing rubber composition

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18894212

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18894212

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1