WO2024069744A1 - カーボンブラック及びカーボンブラックの製造方法 - Google Patents

カーボンブラック及びカーボンブラックの製造方法 Download PDF

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carbon black
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祐樹 秋山
明弘 榊原
佳祐 長村
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東海カーボン株式会社
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04—Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D17/00—Pigment pastes, e.g. for mixing in paints

Definitions

  • the present invention relates to carbon black and its manufacturing method.
  • Carbon black is used for a variety of purposes. For example, carbon black is added to rubber as a filler to increase the mechanical strength of rubber components. The applications of rubber to which carbon black is added are also diverse.
  • Patent Document 1 JP 2003-306613 A discloses a technology aimed at achieving both high electrical resistance and reinforcement in radiator hoses etc. Patent Document 1 describes that to achieve this, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA), DBP absorption (DBP), ratio of N 2 SA to iodine adsorption, toluene coloring transmittance, F value, and hydrogen content in carbon black are each set to specific values.
  • N 2 SA nitrogen adsorption specific surface area
  • DBP DBP absorption
  • ratio of N 2 SA to iodine adsorption toluene coloring transmittance
  • F value toluene coloring transmittance
  • hydrogen content in carbon black are each set to specific values.
  • an object of the present invention is to provide carbon black that can achieve good electrical insulation and mechanical strength when blended into a rubber member, and a method for producing the same.
  • the inventors have discovered that the above problem can be solved by restricting the iodine adsorption amount, the ratio of nitrogen adsorption specific surface area to IA ( N2SA /IA), DBP absorption amount, and strong acidic group concentration of carbon black within specific ranges.
  • the present invention includes the following: [1] Carbon black having a strongly acidic group concentration of 0.50 ⁇ 10-5 mol/g or less, an iodine adsorption (IA) of 50 to 70 mg/g, a ratio of a nitrogen adsorption specific surface area ( N2SA ) to the IA ( N2SA /IA) of 1.20 ⁇ 103 to 1.50 ⁇ 103 m2 /g, and a DBP absorption of 130 to 150 cm3 /100 g.
  • the carbon black according to [1] which is added as a filler to a polar rubber component.
  • the carbon black according to [2] wherein the polar rubber member is a material that is placed so as to come into contact with a metal.
  • the carbon black and its manufacturing method provided by the present invention can impart good electrical insulation and mechanical strength to rubber components when blended with the carbon black.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a process sequence for producing carbon black according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the reactor.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between tensile strength and volume resistivity.
  • the carbon black in this embodiment is a filler that is added to rubber components to improve the mechanical strength of the rubber components.
  • the carbon black according to this embodiment has the following features.
  • A the concentration of strongly acidic groups is 0.50 ⁇ 10 mol/g or less;
  • B the iodine adsorption amount (hereinafter referred to as IA) is 50 to 70 mg/g;
  • C the ratio of nitrogen adsorption specific surface area (hereinafter referred to as N2SA ) to IA ( N2SA /IA) is 1.20 x 103 to 1.50 x 103 m2 /g;
  • D The DBP absorption is 130 to 150 cm 3 /100 g.
  • the carbon black of this embodiment has the above features, so when added as a filler to a rubber component, it imparts high mechanical strength while maintaining the flexibility of the rubber component, and at the same time maintains high electrical resistivity.
  • the rubber material to which the carbon black of this embodiment is added preferably contains polar rubber.
  • the polar rubber is not particularly limited, and examples thereof include acrylic rubber, acrylonitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, urethane rubber, and epichlorohydrin rubber.
  • the polar rubber includes acrylic rubber.
  • the carbon black in this embodiment is preferably added to the rubber member in a ratio of 30 to 90 parts by mass per 100 parts by mass of the rubber component in order to improve the mechanical strength of the rubber member, and further, in order to maintain the electrical insulation of the rubber member, 45 to 75 parts by mass.
  • the strongly acidic group concentration is the amount of strongly acidic groups (mainly carboxyl groups) present on the surface of the carbon black, expressed as the amount of substance per unit mass of carbon black ( 10-5 mol/g). If the strongly acidic group concentration is high, the wettability of the carbon black to rubber, particularly polar rubber, decreases, resulting in a decrease in the dispersibility of the carbon black in the polar rubber.
  • the strongly acidic group concentration of the carbon black according to this embodiment is regulated to be 0.50 ⁇ 10 ⁇ 5 mol/g or less.
  • the dispersibility of carbon black in polar rubber is improved, which increases the physical and chemical interactions between the carbon black surface and the molecular chains of the polar rubber, thereby enabling the mechanical strength of rubber members containing the polar rubber to be further increased.
  • the improved dispersibility of the carbon black in the polar rubber makes it difficult for conductive carbon black particles to come into contact with each other, which makes it easier to maintain the electrical insulation of the rubber member containing the polar rubber.
  • the concentration of strong acidic groups can be measured by the following method. 5 g of a carbon black sample is precisely weighed and pulverized, 50 mL of 0.1 mol/L sodium bicarbonate solution is added, and the mixture is shaken at room temperature for 4 hours to neutralize the strongly acidic functional groups on the carbon black surface.
  • the blank titer is 39.27 ml and the titer of the supernatant after the neutralization reaction is 39.25 ml, the difference between the two is 0.02 ml, so that the strong acidic group concentration can be calculated as 0.2 ⁇ 10 ⁇ 5 mol/g.
  • IA 50 to 70 mg/g IA is a value that expresses the specific surface area of carbon black as the amount of iodine molecules adsorbed per unit mass of carbon black in a liquid phase (mg/g). By restricting this IA to 50 mg/g or more, it is possible to impart sufficient mechanical strength to rubber members. Furthermore, by restricting IA to 70 mg/g or less, it is possible to maintain high electrical insulation when added to rubber members.
  • N 2 SA/IA 1.20 ⁇ 10 3 to 1.50 ⁇ 10 3 m 2 /g
  • N2SA is a value that expresses the specific surface area of carbon black as the amount of nitrogen molecules adsorbed per unit mass of carbon black ( m2 /g). Like the above IA, it expresses the specific surface area of carbon black, but IA is a value that also depends on the amount of surface functional groups on the carbon black (the more acidic functional groups there are, the more difficult it is for iodine molecules to be adsorbed, and the value becomes slightly lower than N2SA ).
  • N2SA can be determined by the method described in JIS K6217-7:2013 "Test methods for basic performance of carbon black for rubber" (reference ASTM D6556-16).
  • the value obtained by dividing the N2SA value by the IA value is an index representing the surface activity of carbon black.
  • the N2SA /IA value is calculated by setting the unit of the N2SA value to m2 /g and the unit of IA to mg/g.
  • the larger the N2SA /IA value the larger the amount of surface functional groups in the carbon black.
  • the surface activity value of carbon black quantitatively indicates the ease with which chemical reactions tend to occur on the surface of the carbon black.
  • N 2 SA/IA is preferably 1.50 ⁇ 10 3 m 2 /g or less from the viewpoint of production of carbon black, specifically, from the viewpoint of preventing unburned oil from remaining or ease of granulation.
  • the DBP absorption is a value that expresses the structure of carbon black as the amount of DBP (dibutyl phthalate) absorbed (cm 3 /100g) per 100g of carbon black.
  • the porosity between carbon black aggregates is positively correlated with the structure of carbon black. Therefore, the larger the DBP absorption value, the more developed the carbon black structure is, and the more likely it is that adsorption or proximity/contact between particles occurs.
  • the DBP absorption value is preferably 130 cm 3 /100g or more from the viewpoint of adsorbing carbon black well to rubber molecules and imparting high mechanical strength to the rubber member.
  • the DBP absorption value is preferably 150 cm 3 /100g or less from the viewpoint of preventing proximity/contact between carbon black particles and maintaining high electrical insulation of the rubber member.
  • Carbon black preferably has a tint strength Tint (%) of 85 to 115.
  • Tint strength Tint (%) is correlated with the particle size, the degree of structure development, and the size distribution of aggregates, and the smaller the particle size, the lower the degree of structure development, and the sharper the aggregate size distribution (i.e., the more uniform the aggregate size), the higher the value. Therefore, from the viewpoint of uniform distribution in rubber molecules and enhancing the reinforcing properties of rubber, it is preferable that the value of tint strength Tint (%) is 85 or more. In addition, from the viewpoint of not increasing the compound viscosity of rubber and improving the processability of rubber, it is preferable that the value of tint strength Tint (%) is 115 or less.
  • tint strength Tint (%) can be determined by the method described in JIS K6217-5:2010 "Test method for basic performance of carbon black for rubber".
  • the carbon black preferably has a 24M4DBP absorption (cm 3 /100g) of 90 to 115.
  • the 24M4DBP absorption (cm 3 /100g) represents the amount of the structure of the carbon black that has strong adhesion strength between particles and does not break even after being compressed four times at a pressure of 24,000 pounds/(inch) 2.
  • the larger the 24M4DBP value the easier it is to form a carbon black network that functions as a skeleton in the rubber. From the viewpoint of forming a large amount of carbon black network and imparting sufficient reinforcing properties to the rubber, the 24M4DBP absorption value is preferably 90 or more.
  • the 24M4DBP absorption value is preferably 115 or less.
  • the 24M4DBP absorption can be determined by the method described in JIS K6217-4:2017 "Test method for basic performance of carbon black for rubber".
  • the carbon black according to the present embodiment can be obtained by appropriately adjusting the reaction conditions in a general carbon black production method such as an oil furnace method.
  • a general carbon black production method such as an oil furnace method.
  • An example of the carbon black production method according to the present embodiment will be described below.
  • Fig. 1 is a block diagram showing a processing sequence for producing carbon black according to one embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic diagram showing an example of a reaction furnace.
  • Carbon black according to one embodiment of the present invention can be produced by sequentially carrying out a reaction process S1, a granulation process S2, a drying process S3, and a heat treatment S4 in this order, as shown in Fig. 1.
  • a reaction process S1 a carbon black raw material is produced in a reaction furnace 10.
  • the reactor 10 is cylindrical and includes a fuel combustion zone 4 , a feedstock introduction zone 6 , and a reaction zone 8 .
  • the fuel combustion zone 4 is a section where high-temperature combustion gas is generated.
  • the fuel combustion zone 4 is provided with an oxygen-containing gas inlet 1, a combustion burner 2, and an alkali metal salt/aqueous solution supply nozzle 3.
  • An oxygen-containing gas oxygen, air, etc.
  • fuel FCC residual oil, hydrogen, carbon monoxide, natural gas, petroleum gas, etc.
  • carbonates, chlorides, hydroxides, etc. of sodium, potassium, etc. are supplied to the fuel combustion zone 4 as alkali metal salt/aqueous solutions.
  • the combustion gas generated in the fuel combustion zone 4 is supplied to the feedstock introduction zone 6.
  • the feedstock introduction zone 6 is where the feedstock oil is introduced.
  • the diameter of the feedstock introduction zone 6 is smaller than that of the fuel combustion zone 4.
  • a feedstock oil introduction nozzle 5 is connected to the feedstock introduction zone 6.
  • the feedstock oil is introduced into the feedstock introduction zone 6 through the feedstock oil introduction nozzle 5 and mixed with the combustion gas.
  • minute nuclei of carbon black are generated by thermal decomposition, and a specific structure is formed by collision between the nuclei, and carbon black fine particles, which are the raw material of carbon black, are generated.
  • aromatic hydrocarbons such as naphthalene and anthracene
  • coal-based hydrocarbons such as creosote oil and tar oil
  • petroleum-based heavy oils such as FCC residual oil and ethylene heavy end oil
  • acetylene-based unsaturated hydrocarbons such as hexane, etc.
  • the mixture of the combustion gas and the feedstock oil is supplied to the reaction zone 8.
  • the reaction zone 8 is where the carbon black fine particles generated in the raw material introduction zone 6 are further grown in the gas phase and then the reaction is stopped.
  • the diameter of the reaction zone 8 is larger than the diameter of the fuel combustion zone 4.
  • the flow rate of the carbon black fine particles generated in the raw material introduction zone 6 is slow in the wide-diameter reaction zone 8. At this time, aromatic hydrocarbons in the gas phase carbonize and grow on the surface of the carbon black fine particles, producing carbon black raw material.
  • a cooling liquid introduction nozzle 7 for stopping the reaction is provided downstream of the reaction zone 8. Cooling water is sprayed into the reaction zone 8 from the cooling liquid introduction nozzle 7. This stops the reaction of generating the carbon black raw material.
  • the carbon black raw material produced in reaction zone 8 is transferred to a collection system (not shown) and collected by a collection device such as a cyclone or bag filter.
  • the carbon black raw material is granulated so that the particles of the carbon black raw material have a predetermined size.
  • a granulation process is performed on the carbon black raw material collected by the collection device.
  • the carbon black particles are granulated to a desired size.
  • the specific form of this granulation process is not particularly limited, and any known granulation method can be applied.
  • An example of a known granulation method is a wet granulation method.
  • a wet granulation method is a method in which a shaft with multiple special rod-shaped pins arranged in a spiral shape at the center of a cylinder is rotated at high speed in a specified container, carbon and water are continuously supplied into the container, and they are stirred and mixed to granulate them into pellets of a predetermined size.
  • the granulated carbon black raw material is dried to remove water from the granulated carbon black raw material, and a dried carbon black raw material is obtained.
  • the specific form of this drying process is not particularly limited, and any known drying method can be applied.
  • An example of a known drying method is an indirect heating drying method.
  • One example of an indirect heating drying method uses an indirect heating rotary dryer. This method supplies hot gas to the space between the outer and inner tubes of a rotary kiln-like double tube structure provided in the indirect heating rotary dryer, and heats and dries the granulated carbon black raw material containing moisture placed in the inner tube at a predetermined temperature.
  • a particularly preferred desorption treatment method is, for example, heat treatment in an inert gas.
  • a heat treatment method in an inert gas is a method in which the dried carbon black raw material is heated at a temperature of 300 to 400°C for 5 to 30 minutes while introducing an inert gas such as nitrogen into a fluidized bed in which the dried carbon black raw material is placed.
  • the DBP absorption value decreases when the amount of alkali metal salt/aqueous solution introduced in the reaction step S1 is increased.
  • the IA and N2SA values increase.
  • the reaction time from the introduction of the feed oil to the cessation of the reaction by quenching is shortened, the N2SA /IA value increases.
  • the degree of desorption of the strong acidic group concentration can be adjusted by adjusting the temperature in the fluidized bed and the retention time in the fluidized bed.
  • Carbon black according to one embodiment of the present invention was produced according to the processing sequence shown in Figure 1.
  • a reactor having the configuration shown in Figure 1 was used, and eight types of carbon black raw materials with different properties were produced by varying the amount of fuel supplied, the amount of feedstock oil introduced, the amount of air supplied, the reaction time from the introduction of the feedstock oil until the reaction was stopped by quenching, and the amount of alkali metal salt/aqueous solution introduced.
  • a granulation step S2 each of the carbon black raw materials obtained in the reaction step S1 was subjected to a wet granulation treatment under constant conditions.
  • a desorption step S4 the granulated carbon black raw material was subjected to a drying treatment under constant conditions using an indirect heating rotary dryer.
  • the dried carbon black raw material was placed in a fluidized bed heated to 350° C., and the dried carbon black raw material was allowed to remain in the fluidized bed for 10 minutes while introducing nitrogen gas into the fluidized bed. In this way, the carbon black of Examples 1 to 9 was obtained.
  • the dried carbon black raw materials obtained after the drying step S3 were used as the carbon blacks according to Comparative Examples 1 to 5, 8, and 9.
  • the carbon blacks according to Comparative Examples 1 and 2 were subjected to the drying step S3 and then the desorption step S4 to obtain the carbon blacks according to Comparative Examples 6 and 7, respectively.
  • the IA, N 2 SA, Tint, DBP absorption, 24M4DBP absorption, and strong acidic group concentration were measured for each of the obtained Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 9. The measurement results are shown in Tables 1 and 2, respectively.
  • volume resistivity and tensile strength were measured for the rubber compositions containing carbon black obtained in each of the examples and comparative examples.
  • the volume resistivity and tensile strength were measured by the following methods.
  • the volume resistivity VR ( ⁇ cm) was measured according to JIS K6271-1:2015 (vulcanized rubber and thermoplastic rubber - Determination of electrical resistivity).
  • the logarithm (LogVR) of the measured VR is shown in Tables 1 and 2. Specifically, VR was determined under the following conditions: Measurement method: Double ring electrode method Guard electrode: Outer diameter 80 mm, inner diameter 70 mm Main electrode: 50 mm Sample outer dimensions: 100mm x 100mm Sample thickness: 2 mm Applied voltage: 1 V Detection current range: 200pA to 20mA
  • the tensile strength TB (MPa) was measured according to JIS K6251-2017 (vulcanized rubber and thermoplastic rubber - Determination of tensile properties). The measured TB values are shown in Tables 1 and 2.
  • the carbon blacks of Examples 1 to 9 all had a strongly acidic group concentration of 0.50 ⁇ 10 mol/g or less, an IA of 50 to 70 mg/g, an N SA/IA of 1.20 ⁇ 10 3 to 1.50 ⁇ 10 3 m 2 /g, and a DBP absorption of 130 to 150 cm 3 /100 g.
  • the carbon blacks according to Comparative Examples 1 to 5, 8 and 9, which were not subjected to the desorption step S4 all had strongly acidic group concentrations exceeding 0.50 ⁇ 10 mol/g.
  • the properties of the rubber compositions to which they were added were inferior to those of the rubber compositions to which the carbon blacks of Examples 1 to 9 were added.
  • the carbon black of Comparative Example 6 which was obtained by further performing the desorption step S4 on the carbon black of Comparative Example 1, had a lower strongly acidic group concentration of 0.50 ⁇ 10 -5 mol/g or less, compared to the carbon black of Comparative Example 1. Comparing the properties of the rubber compositions to which the carbon blacks of Comparative Examples 1 and 6 were respectively added, when the carbon black of Comparative Example 6 was added, the tensile strength increased slightly, but was still lower than when the carbon blacks of Examples 1 to 9 were added. This was believed to be because the IA and N 2 SA values of the carbon black in Comparative Example 1 were both small, and the size of the carbon black particles was large, so that adsorption to the rubber molecules was not sufficiently achieved.
  • the carbon black of Comparative Example 7 which was obtained by further performing the desorption step S4 on the carbon black of Comparative Example 2, had a lower strongly acidic group concentration of 0.50 ⁇ 10 -5 mol/g or less, compared to the carbon black of Comparative Example 2.
  • the volume resistivity decreased when the carbon black of Comparative Example 7 was added. This value was lower than the values when the carbon blacks of Examples 1 to 9 were added.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the tensile strength TB and the logarithm of the volume resistivity LogVR. As shown in FIG. 3, Examples 1 to 9 tended to have larger values of both the tensile strength TB and the volume resistivity than Comparative Examples 1 to 9. In other words, it was found that by regulating the strongly acidic group concentration, IA, N2SA /IA, and DBP absorption amount of carbon black within specified ranges, when it is added to rubber, the electrical insulation properties and mechanical strength can be improved.

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Abstract

ゴムの電気絶縁性及び機械的強度をさらに改善するカーボンブラック及びその製造方法を提供すること。　強酸性基濃度が、０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下であり、ヨウ素吸着量（ＩＡ）が、５０～７０ｍｇ／ｇであり、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）とＩＡとの比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）が、１．２０×１０3～１．５０×１０3ｍ2／ｇであり、ＤＢＰ吸収量が、１３０～１５０ｃｍ3／１００ｇである、カーボンブラック。

Description

カーボンブラック及びカーボンブラックの製造方法
　本発明は、カーボンブラック及びその製造方法に関する。
　カーボンブラックは、様々な用途に使用されている。例えば、カーボンブラックは、ゴム部材の機械的強度を高めるため、ゴムに対するフィラーとして添加される。カーボンブラックが添加されるゴムの用途も、様々である。
　ゴムに添加されるカーボンブラックに要求される特性は、その用途に応じて、様々である。例えば、自動車用のゴム部材（ラジェータホース等）は、金属部品に接触するように配置される場合がある。このようなゴム部材には、機械的強度に加えて、それと接する金属部品間の電位差による金属部品の電気腐蝕を防ぐために、高い電気絶縁性が求められる。しかしながら、カーボンブラック自体は導電性を有しているため、カーボンブラックを添加することにより、ゴム部材の電気絶縁性が損なわれる可能性がある。このような場合、ゴム部材に添加しても電気絶縁性が損なわれないカーボンブラックが求められている。
　上記要求に対して、特許文献１（特開２００３－３０６６１３号公報）には、ラジエータホースなどにおいて電気抵抗の高位化と補強性の両立を図ることを目的とした技術が開示されている。特許文献１には、そのために、カーボンブラックにおける窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）、ＤＢＰ吸収量（ＤＢＰ）、Ｎ2ＳＡとヨウ素吸着量の比、トルエン着色透過度、Ｆ値、及び水素含有量をそれぞれ特定の値とすることが記載されている。
特開２００３－３０６６１３号公報
　自動車開発におけるＥＶ化、部材の長寿命化の要請から、ゴム部材に添加しても電気絶縁性が損なわれないカーボンブラックに対する技術要求は、近年、ますます高まっている。具体的には、自動車の構造が複数の異種金属により構成されるため、ゴム部材に接する金属部品間の電位差が増大している。つまり、ゴム部材に対して、従来よりも高い電気絶縁性が要求されている。
　ところで、ゴム部材に使用されるゴムのうち、極性ゴムは、耐熱性、耐油性、及び耐候性等の観点から、ラジエータホース等の自動車用ゴム部材等として、多く使用されるようになってきている。この極性ゴムは、その分子構造に起因して、表面官能基を有するカーボンブラックを良好に分散させることが困難であることが知られている。また一般に、フィラーとしてカーボンブラックを添加した場合、そのフィラーの良好な分散性を確保しなければ、フィラーの添加による効果を満足に得ることが困難である。
　従って、フィラーを良好に分散することが困難な極性ゴムを使用したゴム部材において、従来よりも大きな電位差に対する電気絶縁性を損じずに、機械的強度を付与することができるカーボンブラックが、フィラーとして要求されている。
　上記を鑑みて、本発明の課題は、ゴム部材に配合した場合に、良好な電気絶縁性及び機械的強度を実現できる、カーボンブラック及びその製造方法を提供することにある。
　本発明者らは、カーボンブラックのヨウ素吸着量、窒素吸着比表面積とＩＡとの比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）、ＤＢＰ吸収量、及び強酸性基濃度をそれぞれ特定の範囲内に規制することによって、上記課題が解決できることを見出した。
　すなわち、本発明は以下の事項を含んでいる。
［１］強酸性基濃度が、０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下であり、ヨウ素吸着量（ＩＡ）が、５０～７０ｍｇ／ｇであり、窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）と前記ＩＡとの比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）が、１．２０×１０3～１．５０×１０3ｍ2／ｇであり、ＤＢＰ吸収量が、１３０～１５０ｃｍ3／１００ｇである、カーボンブラック。
［２］極性ゴム部材にフィラーとして添加される、［１］に記載のカーボンブラック。
［３］前記極性ゴム部材が、金属に接触するように配置される材料である、［２］に記載のカーボンブラック。
［４］前記極性ゴム部材が、アクリルゴムを含む、［２］又は［３］に記載のカーボンブラック。
［５］前記極性ゴム部材中におけるゴム成分１００質量部に対して、３０～９０質量部の量で添加される、［２］～［４］のいずれか１項に記載のカーボンブラック。
［６］前記極性ゴム部材が、自動車用部材である、［２］～［５］のいずれか１項に記載のカーボンブラック。
［７］炭化水素原料を不完全燃焼させ、カーボンブラック原料を生成する工程と、前記カーボンブラック原料を、不活性ガス雰囲気において、３００～４００℃で加熱する工程とを備える、カーボンブラックの製造方法。
　本発明により提供されるカーボンブラック及びその製造方法は、ゴム部材に配合した場合に、良好なゴムの電気絶縁性及び機械的強度を与えることができる。
図１は、本発明の一実施形態であるカーボンブラックを製造するための処理工程順序を示すブロック図である。 図２は、反応炉の構成を示す概略図である。 図３は、引張強さと体積抵抗率との関係を示すグラフである。
　以下に、本発明の一実施形態について説明する。
　本実施形態に係るカーボンブラックは、ゴム部材へと添加され、そのゴム部材の機械的強度を向上させるためのフィラーである。
　本実施形態に係るカーボンブラックは、以下の事項を有している。
　（Ａ）強酸性基濃度は、０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下であり、
　（Ｂ）ヨウ素吸着量（以下、ＩＡという）は、５０～７０ｍｇ／ｇであり、
　（Ｃ）窒素吸着比表面積（以下、Ｎ2ＳＡという）とＩＡとの比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）は、１．２０×１０3～１．５０×１０3ｍ2／ｇであり、
　（Ｄ）ＤＢＰ吸収量は、１３０～１５０ｃｍ3／１００ｇである。
　本実施形態に係るカーボンブラックは、上記の事項を有していることによって、ゴム部材にフィラーとして添加した場合に、ゴム部材の可撓性を維持しながら高い機械的強度を付与し、同時に高い電気抵抗率を維持する。
　本実施形態に係るカーボンブラックが添加されるゴム部材は、極性ゴムを含むものであることが好ましい。
　ここで、極性ゴムは、特に限定されるものではなく、例えば、アクリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、及びエピクロルヒドリンゴムなどが挙げられる。好ましくは、極性ゴムは、アクリルゴムを含む。
　本実施形態に係るカーボンブラックは、ゴム部材の機械的強度向上の観点からゴム部材中において、ゴム成分１００質量部に対して、３０～９０質量部、さらに、ゴム部材の電気絶縁性維持の観点から４５～７５質量部の割合で添加されることが好ましい。
　続いて、本実施形態に係るカーボンブラックを特定する事項について詳述する。
（Ａ）強酸性基濃度：　０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下
　強酸性基濃度は、カーボンブラックの表面に存在する強酸性基（主にカルボキシル基）の量を、カーボンブラック単位質量当たりの物質量（１０-5ｍｏｌ／ｇ）で表した値である。この強酸性基濃度の値が大きいと、ゴム、特に極性ゴムに対するカーボンブラックの濡れ性が低下する結果、極性ゴム中におけるカーボンブラックの分散性が低下する。
　本実施形態に係るカーボンブラックの強酸性基濃度は、０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下になるように規制される。
　強酸性基濃度が０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下の場合、極性ゴム中におけるカーボンブラックの分散性が向上する。その結果、カーボンブラック表面と極性ゴムの分子鎖との間の物理的、化学的な相互作用が増加し、極性ゴムを含むゴム部材の機械的強度をより高めることが可能になる。
　また、極性ゴム中におけるカーボンブラックの分散性が向上する結果、導電性であるカーボンブラックの粒子同士が接触し難くなる。その結果、極性ゴムを含むゴム部材の電気絶縁性が維持されやすくなる。
　強酸性基濃度は、次の方法によって測定することができる。
　カーボンブラック試料５ｇを精秤して粉砕し、０．１ｍｏｌ／Ｌの炭酸水素ナトリウム溶液５０ｍＬを加え、室温で４時間振とうし、カーボンブラック表面の強酸性官能基を中和する。その後、中和に使用されなかった残りの炭酸水素ナトリウムの量を知る為、カーボンブラックを遠心分離にて濾過した上澄み液２０ｍＬを０．０２５ｍｏｌ／Ｌの硫酸で滴定するとともに、空試験(上記反応に使用しない原液の０．１ｍｏｌ／Ｌの炭酸水素ナトリウム２０ｍＬを０．０２５ｍｏｌ／Ｌの硫酸で滴定)を並行して行い、両者の差から、単位質量当たりの強酸性官能基量（１０-5ｍｏｌ／ｇ）を求める。
　例えば、上記の測定方法によれば、空滴定量が３９．２７ｍｌ、中和反応後の上澄み液の滴定量が３９．２５ｍｌであるとき、両者の差は０．０２ｍｌであるから、強酸性基濃度は０．２×１０-5ｍｏｌ／ｇと算出することが可能である。
（Ｂ）ＩＡ：　５０～７０ｍｇ／ｇ
　ＩＡは、カーボンブラックの比表面積を、液相におけるカーボンブラック単位質量当たりのヨウ素分子の吸着量（ｍｇ／ｇ）で表した値である。このＩＡを５０ｍｇ／ｇ以上と規制することにより、ゴム部材に十分な機械的強度を付与することが可能になる。さらに、ＩＡが７０ｍｇ／ｇ以下であることにより、ゴム部材に添加したときに、高い電気絶縁性を維持することが可能になる。
（Ｃ）Ｎ2ＳＡ／ＩＡ：　１．２０×１０3～１．５０×１０3ｍ2／ｇ
　Ｎ2ＳＡは、カーボンブラックの比表面積を、カーボンブラック単位質量当たりの窒素分子の吸着量（ｍ2／ｇ）で表した値である。上記ＩＡと同様に、カーボンブラックの比表面積を表すが、ＩＡは、カーボンブラックの表面官能基量にも依存する値である(酸性官能基量が多いほどヨウ素分子が吸着されにくくなり、Ｎ2ＳＡよりも若干低い値になる)。また、Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－７：２０１３「ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験方法」に記載の方法によって、求めることができる（参考ＡＳＴＭ　Ｄ６５５６－１６）。
　Ｎ2ＳＡの値をＩＡの値で除した値は、カーボンブラックの表面活性度を表す指標である。ここで、Ｎ2ＳＡ／ＩＡの値は、Ｎ2ＳＡの値の単位をｍ2／ｇと、ＩＡの単位をｍｇ／ｇと設定して算出される。このＮ2ＳＡ／ＩＡの値が大きいほど、カーボンブラックの表面官能基量が多いことを意味する。カーボンブラックの表面官能基量が多い場合、カーボンブラックの表面では表面官能基を介して化学反応が起こりやすい。つまり、カーボンブラックの表面活性度の値とは、カーボンブラックの表面での化学反応の起こりやすさを定量的に示すものである。
　本発明者らの知見によれば、極性ゴム分子への吸着の度合いとカーボンブラック同士の凝集のしにくさの度合いとを両立するためには、カーボンブラックの強酸基性基濃度の値を所定値よりも小さくするのみではなく、カーボンブラックの表面官能基量を所定範囲量とする必要がある。つまり、強酸性基濃度の値とＮ2ＳＡ／ＩＡの値とを衡量する必要がある。Ｎ2ＳＡ／ＩＡの値は、高い電気絶縁性を維持する観点から、強酸性基濃度の値を０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下に規制しながら、１．２０×１０3ｍ2／ｇ以上に規制することが好ましい。
　また、Ｎ2ＳＡ／ＩＡの値は、カーボンブラックの製造上の観点、具体的には未燃油分の残存のし難さ、または造粒のし易さの観点から、１．５０×１０3ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。
（Ｄ）ＤＢＰ吸収量＝１３０～１５０ｃｍ3／１００ｇ
　ＤＢＰ吸収量は、カーボンブラックのストラクチャを、カーボンブラック１００ｇに対するＤＢＰ（ジブチルフタレート）の吸収量（ｃｍ3／１００ｇ）で表した値である。カーボンブラックのアグリゲート間の空隙率は、カーボンブラックのストラクチャと正の相関がある。したがって、ＤＢＰ吸収量の値が大きい程、カーボンブラックのストラクチャが発達し、吸着または粒子同士の近接・接触が起こりやすくなることを意味している。ＤＢＰ吸収量の値は、カーボンブラックをゴム分子へと良好に吸着させ、ゴム部材に高い機械的強度を付与する観点から、１３０ｃｍ3／１００ｇ以上であることが好ましい。さらに、ＤＢＰ吸収量の値は、カーボンブラック粒子同士の近接・接触を防ぎ、ゴム部材の高い電気絶縁性を維持する観点から、１５０ｃｍ3／１００ｇ以下であることが好ましい。
（Ｅ）その他の特定事項
　カーボンブラックは、８５～１１５の比着色力Ｔｉｎｔ（％）を有していることが好ましい。比着色力Ｔｉｎｔ（％）は、粒子径の大きさ、ストラクチャの発達度及びアグリゲートのサイズ分布と相関を有しており、粒子径が小さく、ストラクチャ発達度が低く、またアグリゲートのサイズ分布がシャープ（すなわち、アグリゲートのサイズが均一）であるほど高い値を示す。したがって、ゴム分子中で均一に分布しゴムの補強性を高める観点から、比着色力Ｔｉｎｔ（％）の値は８５以上を有していることが好ましい。また、ゴムのコンパウンド粘度を増加させず、ゴムの加工性を良好なものとする観点から、比着色力Ｔｉｎｔ（％）の値は１１５以下であることが好ましい。ここで、比着色力Ｔｉｎｔ（％）は、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－５：２０１０「ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験方法」に記載の方法によって、求めることができる。
　カーボンブラックは、９０～１１５の２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量（ｃｍ3／１００ｇ）を有していることが好ましい。２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量（ｃｍ3／１００ｇ）は、カーボンブラックのストラクチャの内、２４０００ポンド/(inch)2の圧力で４回圧縮した後の強い圧力でも壊れない粒同士の接着強度の強いストラクチャの量を表す。２４Ｍ４ＤＢＰの値が大きいほど、ゴム中で骨格として機能するカーボンブラックネットワークが形成されやすくなる。多量のカーボンブラックネットワークを形成しゴムに十分な補強性を付与する観点から、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量の値は９０以上を有する事が好ましい。また、ゴムのコンパウンド粘度を増加させず、ゴムの加工性を良好なものとする観点から、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量の値は１１５以下であることが好ましい。２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ　Ｋ６２１７－４：２０１７「ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験法」に記載の方法によって、求めることができる。
本実施形態に係るカーボンブラックの製造方法
　本実施形態に係るカーボンブラックは、オイルファーネス法等の一般的なカーボンブラックの製造方法において、反応条件を適宜調整することにより、得ることができる。以下に、本実施形態に係るカーボンブラックの製造方法の一例について説明する。
　図１は、本発明の一実施形態であるカーボンブラックを製造するための処理工程順序を示すブロック図である。図２は、反応炉の一例を示す概略図である。本発明の一実施形態であるカーボンブラックは、図１に示すように、反応処理Ｓ１、造粒処理Ｓ２、乾燥処理Ｓ３、および加熱処理Ｓ４を、この順で逐次的に行うことにより製造する事ができる。まず、反応工程Ｓ１において、反応炉１０により、カーボンブラック原料が生成される。
　反応炉１０は、筒状であり、燃料燃焼帯域４、原料導入帯域６、及び反応帯域８を備えている。
　燃料燃焼帯域４は、高温の燃焼ガスを生成する部分である。燃料燃焼帯域４には、酸素含有ガス導入口１、燃焼用バーナ２、及びアルカリ金属塩・水溶液供給ノズル３が設けられている。酸素含有ガス導入口１からは、酸素含有ガス（酸素、空気等）が燃料燃焼帯域４に導入される。また、燃焼用バーナ２からは、燃料（ＦＣＣ残渣油、水素、一酸化炭素、天然ガス、石油ガス等）が燃料燃焼帯域４に供給される。これにより、高温の燃焼ガスが生成される。アルカリ金属塩・水溶液供給ノズル３からは、アルカリ金属塩・水溶液として、ナトリウム、カリウムなどの炭酸塩、塩化物、水酸化物等が燃料燃焼帯域４に供給される。アルカリ金属塩・水溶液を添加することにより、原料導入帯域６において、カーボンブラックのストラクチャが発達しないように調整することができる。燃料燃焼帯域４で生成した燃焼ガスは、原料導入帯域６に供給される。
　原料導入帯域６は、原料油が導入される部分である。原料導入帯域６は、燃料燃焼帯域４よりも径が小さくなっている。原料導入帯域６には、原料油導入ノズル５が接続されている。原料油導入ノズル５を介して原料油が原料導入帯域６に導入され、燃焼ガスと混合される。このとき、熱分解によりカーボンブラックの微小な核が生成し、核同士の衝突により所定のストラクチャが形成され、カーボンブラックの原料であるカーボンブラック微粒子が生成する。原料油としては、ナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素、クレオソート油、タール油などの石炭系炭化水素、ＦＣＣ残渣油、エチレンヘビーエンドオイルなどの石油系重質油、アセチレン系不飽和炭化水素、ヘキサン等の脂肪族炭化水素などの炭化水素などが用いられる。燃焼ガスと原料油との混合物は、反応帯域８に供給される。
　反応帯域８は、原料導入帯域６で生成したカーボンブラックの微粒子を更に十分に気相成長させた後、反応を停止させる部分である。反応帯域８の径は、燃料燃焼帯域４の径よりも大きくなっている。原料導入帯域６で生成したカーボンブラック微粒子の流速は、広口径の反応帯域８において低くなる。このとき、カーボンブラック微粒子の表面に気相中の芳香族炭化水素が炭化積層し成長しカーボンブラック原料が生成する。反応帯域８の下流側には、反応を停止するための冷却液導入ノズル７が設けられている。冷却液導入ノズル７からは、冷却水が反応帯域８に噴霧される。これにより、カーボンブラック原料の生成反応が停止される。
　反応帯域８で生成したカーボンブラック原料は、図示しない捕集系に移送され、サイクロンやバッグフィルター等の捕集装置により捕集される。
　次いで、造粒工程Ｓ２では、カーボンブラック原料の粒子が所定の大きさになるように、カーボンブラック原料が造粒される。捕集装置により捕集されたカーボンブラック原料に対して、造粒処理が行われる。造粒処理では、すなわち、カーボンブラックの粒子が所望の大きさになるように造粒される。この造粒処理の具体態様は、特に限定されず、公知の造粒方法を適用することができる。公知の造粒方法として、例えば湿式造粒方法が挙げられる。湿式造粒方法の一例は、所定の容器内で、円筒の中心に特殊な棒状ピンを螺旋状に複数配置したシャフトを高速で回転させ、容器内へとカーボンと水とを連続的に供給し、それらを攪拌混合することにより、所定の大きさのペレット形状に造粒する方法である。
　次いで、乾燥工程Ｓ３では、造粒されたカーボンブラック原料から脱水するために、造粒されたカーボンブラック原料が乾燥され、乾燥カーボンブラック原料が得られる。この乾燥処理の具体態様は、特に限定されず、公知の乾燥方法を適用することができる。公知の乾燥方法として、例えば間接加熱式乾燥方法が挙げられる。間接加熱式乾燥方法の一例は、間接加熱式回転乾燥機を利用するものである。間接加熱式回転乾燥機に備えられたロータリーキルン状の２重管構造で外筒と内筒との間の空間に熱ガスを供給し、内筒中に配置された水分を含んだ造粒されたカーボンブラック原料を所定温度で加熱乾燥する方法である。
　次いで、脱離工程Ｓ４では、乾燥カーボンブラック原料から選択的に強酸性基のみを脱離、除去させカーボンブラックを得る。この脱離処理の具体態様は、特に限定されず、カーボンブラックから強酸性基を脱離、除去する方法であれば適用することができる。特に好ましい脱離処理方法として、例えば不活性ガス中での加熱処理が挙げられる。不活性ガス中での加熱処理方法の一例は、乾燥カーボンブラック原料を配置した流動層に、窒素等の不活性ガスを導入しながら、３００～４００℃の温度で５～３０分間、乾燥カーボンブラック原料を加熱する方法である。
　上記の製造方法で得られるカーボンブラックは、反応工程Ｓ１において、アルカリ金属塩・水溶液の導入量を増加させることにより、ＤＢＰ吸収量の値が小さくなる。酸素含有ガス導入量を増加させるか、又は原料油の導入量を減少させるとＩＡ、Ｎ2ＳＡそれぞれの値が増加する。また、さらに原料油を導入してから急冷により反応を停止させるまでの反応時間を短くすると、Ｎ2ＳＡ／ＩＡの値が大きくなる。
　脱離工程Ｓ４において、流動層内の温度、流動層内での保持時間を調整することにより、強酸性基濃度の脱離の程度を調整することができる。
　以下、本発明をより詳細に説明するため、実施例について説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されて解釈されるべきものではない。
（実施例１～９）
　図１に示した処理工程順序に従って、本発明の一実施形態に係るカーボンブラックを製造した。まず、反応工程Ｓ１において、図１に示した構成を有する反応炉を使用し、燃料の供給量、原料油の導入量、空気の供給量、原料油を導入してから急冷により反応を停止させるまでの反応時間、およびアルカリ金属塩・水溶液の導入量をそれぞれ変化させ、性状の異なる８種類のカーボンブラック原料を生成させた。
　次いで、反応工程Ｓ１で得られた各カーボンブラック原料に対し、造粒工程Ｓ２において、一定条件により湿式造粒処理を行った。次いで、脱離工程Ｓ４において、造粒されたカーボンブラック原料に、間接加熱式回転乾燥機を使用して一定条件で乾燥処理を行った。
　さらに次いで、脱離工程Ｓ４において、３５０℃に加熱した流動層内に乾燥カーボンブラック原料を配置し、流動層内に窒素ガスを導入しながら、乾燥カーボンブラック原料を１０分間滞留させた。これにより、実施例１～９に係るカーボンブラックを得た。
（比較例１～９）
　実施例１～９と同様に、反応工程Ｓ１において、図２に示した構成を有する反応炉を使用し、燃料の供給量、原料油の導入量、空気の供給量、原料油を導入してから急冷により反応を停止させるまでの反応時間、およびアルカリ金属塩・水溶液の導入量をそれぞれ変化させ、性状の異なる９種類のカーボンブラック原料を生成した。その後、実施例１～９と同じ条件で、造粒工程Ｓ２及び乾燥工程Ｓ３を行った。
　ここで、７種類のカーボンブラック原料は、実施例１～９の場合とは異なり、脱離工程Ｓ４を行わなかった。すなわち、乾燥工程Ｓ３後に得られた乾燥カーボンブラック原料を、比較例１～５、８および９に係るカーボンブラックとした。
　また、比較例１および比較例２に係るカーボンブラックを、乾燥工程Ｓ３に次いで脱離工程Ｓ４を行ったものを、それぞれ比較例６および比較例７に係るカーボンブラックとした。
　得られた実施例１～９及び比較例１～９のそれぞれについて、ＩＡ、Ｎ2ＳＡ、Ｔｉｎｔ、ＤＢＰ吸収量、２４Ｍ４ＤＢＰ吸収量、及び強酸性基濃度を測定した。測定結果をそれぞれ表１及び表２に示す。
　また、アクリルゴム１００質量部に対して、各実施例及び比較例に係るカーボンブラックを６０質量部添加し、ゴム組成物をそれぞれ調整した。
　各実施例及び比較例により得られたカーボンブラックを添加したゴム組成物について、体積抵抗率及び引張強度を測定した。ここで、体積抵抗率及び引張強度は、以下の方法により測定した。
（体積抵抗率）
　ＪＩＳ　Ｋ６２７１－１：２０１５（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－電気抵抗率の求め方）に従って、体積抵抗率ＶＲ（Ω・ｃｍ）を測定した。測定したＶＲの対数（ＬｏｇＶＲ）のそれぞれを表１及び表２中に示す。
　具体的には、以下の条件で、ＶＲを求めた。
　測定方法：　　　二重リング電極法
　ガード電極：　　外径　８０ｍｍ、内径　７０ｍｍ
　主電極：　　　　５０ｍｍ
　試料外寸法：　　１００ｍｍ×１００ｍｍ
　サンプル厚さ：　２ｍｍ
　印加電圧：　　　１Ｖ
　検知電流範囲：　２００ｐＡ～２０ｍＡ
（引張強度）
　ＪＩＳ　Ｋ６２５１－２０１７（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－引張特性の求め方）に従って、引張強度ＴＢ（ＭＰa）を測定した。測定したそれぞれのＴＢを表１及び表２中に示す。
（検討）
　実施例１～９に係るカーボンブラックは、いずれも、強酸性基濃度が、０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下であり、ＩＡが、５０～７０ｍｇ／ｇであり、Ｎ2ＳＡ／ＩＡが、１．２０×１０3～１．５０×１０3ｍ2／ｇであり、ＤＢＰ吸収量が、１３０～１５０ｃｍ3／１００ｇであるものであった。
　一方、脱離工程Ｓ４を行わなかった比較例１～５、８および９に係るカーボンブラックは、強酸性基濃度の値がいずれも０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇを超えるものであった。結果的に、それらを添加したゴム組成物の特性は、実施例１～９のカーボンブラックを添加したゴム組成物よりも劣るものであった。
　また、比較例１のカーボンブラックに対してさらに脱離工程Ｓ４を行った比較例６のカーボンブラックは、比較例１のカーボンブラックと比較すると、強酸性基濃度が低下し０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下の値となった。このとき、比較例１、６のカーボンブラックをそれぞれ添加したゴム組成物の特性を比較すると、比較例６のカーボンブラックを添加した場合、引っ張り強度が若干増加するものの、実施例１～９のカーボンブラックを添加した場合よりも低い値である。
　これは、比較例１のカーボンブラックのＩＡおよびＮ2ＳＡの値が共に小さく、カーボンブラック粒子のサイズが大きいために、ゴム分子への吸着が十分に成されなかったためと考えられた。
　同様に、比較例２のカーボンブラックに対してさらに脱離工程Ｓ４を行った比較例７のカーボンブラックは、比較例２のカーボンブラックと比較すると、強酸性基濃度が低下し０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下の値となった。このとき、比較例２、７のカーボンブラックをそれぞれ添加したゴム組成物の特性を比較すると、比較例７のカーボンブラックを添加した場合、体積抵抗率が低下した。この値は、実施例１～９のカーボンブラックを添加した場合よりも低い値である。
　これは、比較例２のカーボンブラックのＮ2ＳＡ／ＩＡの値が小さく、すなわちカーボンブラックの表面官能基の量が少ないために、カーボンブラック粒子同士の近接・接触が起こりやすく、脱離工程Ｓ４を行うことにより、さらにそれが助長されたためと考えられた。
　また、図３は、引張強度ＴＢと体積抵抗率の対数ＬｏｇＶＲとの関係を示すグラフである。図３に示されるように、実施例１～９は、比較例１～９に比べて、引張強度ＴＢと体積抵抗率とが共に大きな値を示す傾向にあった。
　すなわち、カーボンブラックの強酸性基濃度、ＩＡ、Ｎ2ＳＡ／ＩＡ、及びＤＢＰ吸収量を所定の範囲内に規制することにより、それらをゴムに添加した場合に、電気絶縁性及び機械的強度を改善できることが判った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　１　酸素含有ガス導入口
　２　燃焼用バーナ
　３　アルカリ金属塩・水溶液供給ノズル
　４　燃料燃焼帯域
　５　原料油導入ノズル
　６　原料導入帯域
　７　冷却液導入ノズル
　８　反応帯域
　１０　反応炉
　１１　反応工程
　１２　造粒工程
　１３　乾燥工程
　１４　脱離工程

Claims (7)

  1. 　強酸性基濃度が、０．５０×１０-5ｍｏｌ／ｇ以下であり、
    　ヨウ素吸着量（ＩＡ）が、５０～７０ｍｇ／ｇであり、
    　窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）と前記ＩＡとの比（Ｎ2ＳＡ／ＩＡ）が、１．２０×１０3～１．５０×１０3ｍ2／ｇであり、
    　ＤＢＰ吸収量が、１３０～１５０ｃｍ3／１００ｇである、
    カーボンブラック。
  2. 　極性ゴム部材にフィラーとして添加される、請求項１に記載のカーボンブラック。
  3. 　前記極性ゴム部材が、金属に接触するように配置される材料である、請求項２に記載のカーボンブラック。
  4. 　前記極性ゴム部材が、アクリルゴムを含む、請求項２又は３に記載のカーボンブラック。
  5. 　前記極性ゴム部材中におけるゴム成分１００質量部に対して、３０～９０質量部の量で添加される、請求項２～４のいずれか１項に記載のカーボンブラック。
  6. 　前記極性ゴム部材が、自動車用部材である、請求項２～５のいずれか１項に記載のカーボンブラック。
  7. 　炭化水素原料を不完全燃焼させ、カーボンブラック原料を生成する工程と、
    　前記カーボンブラック原料を、不活性ガス雰囲気において、３００～４００℃で加熱する工程とを備える、
    カーボンブラックの製造方法。
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