JPH06867B2 - Highly reinforced farnes car bomb rack for rubber - Google Patents
Highly reinforced farnes car bomb rack for rubberInfo
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- JPH06867B2 JPH06867B2 JP61120411A JP12041186A JPH06867B2 JP H06867 B2 JPH06867 B2 JP H06867B2 JP 61120411 A JP61120411 A JP 61120411A JP 12041186 A JP12041186 A JP 12041186A JP H06867 B2 JPH06867 B2 JP H06867B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はオイルフアーネス法により生産された新規なカ
ーボンブラックに関し、より詳しくは配合ゴム組成物に
高度の耐摩耗性を付与するとともに、ヒステリシス特
性、加工特性の向上したゴム組成物を与えるSAF級カ
ーボンブラツクに係るものである。TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a novel carbon black produced by an oil furnace method, and more specifically, it imparts a high degree of abrasion resistance to a compounded rubber composition, The present invention relates to a SAF grade carbon black which gives a rubber composition having improved characteristics and processing characteristics.
(b) 従来技術と問題点 SAF(Super Abrasion Furnace…超耐摩耗性)級のカーボ
ンブラツクは、ゴムに配合されたときに高度の耐摩耗性
を付与、主としてタイヤトレッド用として利用されてい
る。(b) Conventional Technology and Problems SAF (Super Abrasion Furnace) carbon black imparts a high degree of wear resistance when compounded with rubber and is mainly used for tire treads.
近年、タイヤのラジアル化が進み、これにともなつて耐
摩耗性が向上したトレツド用ゴム組成物の要求なされて
いる。特に、高荷重のトラツク・バス用タイヤではトレ
ツド面での耐摩耗特性が望まれ、ISAF(Intermediate SA
F…準超耐摩耗性)級のカーボンブラツクからSAF級カー
ボンブラツクへ移行する傾向にある。In recent years, the radialization of tires has progressed, and along with this, there has been a demand for a rubber composition for a tread having improved wear resistance. Especially for heavy-duty truck and bus tires, abrasion resistance on the tread surface is desired, and ISAF (Intermediate SA
There is a tendency to shift from F ... quasi-super abrasion resistance grade carbon black to SAF grade carbon black.
しかしながら、SAF級カーボンブラツクのように高い表
面積を有するカーボンブラツクでは粒子径が小さくな
り、このためにゴムへの分散性が悪化して、一般的には
粒子径が小さくなると耐摩耗性が向上するという効果が
発現されないという問題があつた。However, a carbon black having a high surface area such as a SAF class carbon black has a small particle size, which deteriorates the dispersibility in rubber, and generally the wear resistance improves as the particle size decreases. There is a problem that the effect is not expressed.
この解決のために、ポリマーブレンドでのカーボンブラ
ツクの不均一混合や二段混合、あるいはマスターバツチ
の利用などが提案されているが、完全に解決されたとは
いいがたいのが現状である。To solve this problem, non-uniform mixing of carbon black in a polymer blend, two-stage mixing, use of a master batch, etc. have been proposed, but it is difficult to say that they have been completely solved.
さらに、高表面積カーボンブラツク配合ゴム組成物で
は、ヒステリシスロスによる発熱が大きくなるという傾
向もある。Further, in a high surface area carbon black compounded rubber composition, there is a tendency that heat generation due to hysteresis loss increases.
(c) 発明の目的 本発明の目的は、上述のような欠点を解消させて、通常
のSAF級カーボンブラツク配合ゴム組成物よりもさらに
高い耐摩耗性を付与するとともに、発熱特性、反発弾性
が改良されたゴム組成物を与える高補強性フアーネスカ
ーボンブラツクを提供するものである。(c) Object of the invention The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks and to impart even higher wear resistance than a normal SAF-class carbon black compounded rubber composition, and also to have exothermic properties and impact resilience. Provided is a high reinforcing furnaceness carbon black that provides an improved rubber composition.
(d) 発明の構成 カーボンブラツクの基本特性としては、表面積(粒子
径)と粒子のつながり(ストラクチヤー)があり、表面
積が大きく(粒子径が小さく)なるにつれて耐摩耗性、
補強性が向上し、またストラクチヤーが大きくなる場合
も同様に耐摩耗性は向上する(特に、苛酷度が大きいと
き)、しかしながら、耐摩耗性、補強性が向上すると、
反発弾性の低下、発熱の増加というヒステリシス特性が
低下することも知られている。(d) Structure of the invention The basic characteristics of carbon black are surface area (particle diameter) and particle connection (structure), and wear resistance increases as surface area increases (particle diameter decreases).
When the reinforcement is improved and the structure is increased, the wear resistance is also improved (especially when the severity is high). However, when the wear resistance and the reinforcement are improved,
It is also known that hysteresis characteristics such as reduction of impact resilience and increase of heat generation are reduced.
ゴム組成物において、配合量の最も多いカーボンブラツ
クでこの背反事項を解決する試みもなされており、本発
明者のひとりは、カーボンブラツクの最小分散単位であ
るアグリゲートのサイズ分布指数がこれを解決する手段
であることを見い出し、すでに特許出願した(特開昭60
-208369号公報、出願人:旭カーボン(株))。しかし
ながら、この発明では表面積範囲が沃素吸着量で105〜1
30mg/gに限定されており、またアグリゲートサイズ分
布指数sが広い側にあるために、N2SAが130m2/gを越
えるSAF級カーボンブラツクでは、通常のSAF級カーボン
配合ゴム組成物を上回る耐摩耗性を付与することは難し
いという欠点があつた。In a rubber composition, attempts have been made to solve this contradictory matter with a carbon black having the largest compounding amount, and one of the present inventors has found that the size distribution index of the aggregate, which is the minimum dispersion unit of the carbon black, solves this. And found that it was a means to
-208369 bulletin, applicant: Asahi Carbon Co., Ltd. However, in the present invention, the surface area range is 105 to 1 in terms of iodine adsorption amount.
It is limited to 30 mg / g, and because the aggregate size distribution index s is on the wider side, in the SAF class carbon black with N 2 SA exceeding 130 m 2 / g, a normal SAF class carbon compound rubber composition is used. It has a drawback that it is difficult to impart more abrasion resistance.
本発明は、アグリゲートサイズ分布の他に、電子顕微鏡
法で直接撮影したカーボンブラツクの粒子径から算出し
た算術平均径(D1)に対する重量平均径(D4)の比(D4
/D1)が小さい側の特定範囲にあり、さらにのぞましく
は前記特性に加えてD1の値と計算式から算出された値と
の差を小さくした場合には、アグリゲートサイズ分布指
数を小さい側に移動させても反発弾性や発熱という特性
は低下せず、かつ表面積範囲を大きくしても対摩耗性と
ヒステリシスを両立できることを見い出し、完成された
ものである。The present invention provides, in addition to the aggregate size distribution, the ratio (D 4 ) of the weight average diameter (D 4 ) to the arithmetic average diameter (D 1 ) calculated from the particle diameter of carbon black photographed directly by electron microscopy.
/ D 1 ) is in the specific range on the smaller side, and more preferably, if the difference between the value of D 1 and the value calculated from the formula is small in addition to the above characteristics, the aggregate size distribution It has been completed by finding that the characteristics of impact resilience and heat generation are not deteriorated even if the index is moved to the smaller side, and that abrasion resistance and hysteresis are compatible even if the surface area range is increased.
すなわち、N2SAが130m2/gを越え160m2/g未満、DBPA
が1.10ml/g〜1.50ml/g、Tintが121以上の特性を
有するフアーネスカーボンブラツクにおいて、アグリゲ
ートサイズ分布指数sが0.11〜0.15、電気顕微鏡法によ
る粒子径から算出された算術平均径D1に対する重量平均
値D4の比、D4/D1が1.20〜1.45の範囲にあるゴム用高補
強ファーネスカーボンブラツクを提供するものである。That, 160 m less than 2 / g over the N 2 SA is 130m 2 / g, DBPA
Is 1.10 ml / g to 1.50 ml / g and Tint is 121 or more in the furnace carbon black, and the aggregate size distribution index s is 0.11 to 0.15, and the arithmetic mean diameter D calculated from the particle diameter by the electron microscopy method. the ratio of the weight average D 4 for 1, in which D 4 / D 1 to provide a rubber high reinforcing furnace carbon black in the range of 1.20 to 1.45.
さらに、前記各特性を満足させるとともに、算術平均値
D1の標準偏差を4〜6.5nmとし、またD1と下記(1)式で算
出されたDcとの差を2以下という特性を付加することに
より、本発明の効果を一層顕著に発現させることができ
る。In addition to satisfying each of the above characteristics, the arithmetic mean value
By making the standard deviation of D 1 4-6.5 nm and adding the characteristic that the difference between D 1 and Dc calculated by the following equation (1) is 2 or less, the effect of the present invention is more remarkably expressed. be able to.
N2SAが130m2/gを下回る場合には、通常のSAF級カーボ
ンの有する対摩耗性を維持できなくなり、逆に160m2/
gを上回る場合にはアグリゲートや粒子径を本発明の範
囲に制御してもヒステリシス特性を改良することが困難
となるので、130m2/gを越え160m2/g未満の範囲に限
定する必要がある。 If the N 2 SA is less than 130m 2 / g are no longer able to maintain the wear resistance possessed by ordinary SAF grade carbon, 160 m conversely 2 /
Since it is difficult to be controlled within the scope of the present invention an aggregate or particle size to improve the hysteresis characteristics when exceeding g, should be limited to the range of less than 160 m 2 / g exceed 130m 2 / g There is.
DBPAが1.10ml/gを下回る場合には、耐摩耗性の低下や
分散性の面で問題があり、また、1.50ml/gを上回る場
合にはゴム組成物の加工性が低下するので、DBPAは1.10
ml/g〜1.50ml/gの範囲とする。When DBPA is less than 1.10 ml / g, there is a problem in terms of abrasion resistance and dispersibility, and when it is more than 1.50 ml / g, the processability of the rubber composition is reduced. Is 1.10
It should be in the range of ml / g to 1.50 ml / g.
Tintが121を下回る場合には、SAF級カーボンブラツクの
耐摩耗性を保持できなくなるので、Tintは121以上と
する必要がある。If Tint is less than 121, the wear resistance of the SAF carbon black cannot be maintained, so Tint needs to be 121 or more.
アグリゲートサイズ分布指数(s)は、後述するように比
較的大きなアグリゲートサイズの分布広さの目安となる
が、0.15を上回ると通常のSAF級カーボンブラツクが有
する耐摩耗性よりも向上させることが困難となるので好
ましくなく、また、0.11を下回る場合には反発弾性の低
下、発熱の増加などのヒステリシス特性が低下するので
望ましくない。したがつて、アグリゲートサイズ分布指
数sは0.11〜0.15の範囲に限定される。The aggregate size distribution index (s) is a measure of the distribution width of a relatively large aggregate size, as will be described later, but if it exceeds 0.15, it should be better than the wear resistance of ordinary SAF carbon black. Is not preferable, and when it is less than 0.11, it is not desirable because the impact resilience is lowered and the hysteresis characteristics such as increase in heat generation are lowered. Therefore, the aggregate size distribution index s is limited to the range of 0.11 to 0.15.
さらに、算術平均径D1に対する重量平均径D4との比、D4
/D1では、1.45を上回ると耐摩耗性が低下する傾向にあ
り、1.20を下回る場合にはヒステリシス特性が低下する
ので、1.20〜1.45の範囲とする必要がある。Furthermore, the ratio of the weight average diameter D 4 to the arithmetic average diameter D 1 , D 4
When / D 1 exceeds 1.45, the wear resistance tends to decrease, and when it is less than 1.20, the hysteresis characteristic decreases, so it is necessary to set the range to 1.20 to 1.45.
D1に対するD4の比、D4/D1は、D1よりも大きな径を有す
る粒子の数が少ないことを示し、はずれて大きな粒子が
ないことを意味する。The ratio of D 4 for D 1, D 4 / D 1 indicates that the number of particles having a diameter larger than D 1 is small, there are no large particles out.
さらに好ましくは、D1の標準偏差が4.0〜6.5nmの範囲に
あり、粒子径分布がシヤープな場合が望ましい。More preferably, the standard deviation of D 1 is in the range of 4.0 to 6.5 nm and the particle size distribution is sharp.
これらのD1に関する要件は、通常のSAF級ブラツクより
も大きくなる傾向にあり、かつその分布がシヤープであ
るので、耐摩耗性を向上させながらヒステリシス特性も
改良できるという効果が発現できるものと思われる。These requirements on D 1 tend to be larger than those of ordinary SAF class blacks, and since the distribution is sharp, it is considered that the effect that the hysteresis characteristics can be improved while improving the wear resistance can be expressed. Be done.
また、本発明で特定したN2SA、DBPAおよびTint値を有す
るカーボンブラツクは、前述の(1)式で算出されるDcに
よく合致し、本発明のカーボンブラツクにおいても(Dc
−D1)は2以下で、計算値に近接しているが、前述のD4
/D1の値において従来のカーボンブラツクと差異があ
る。この(1)式で算出された数値よりも実測値が2を越
える、すなわち、(Dc−D1)が2を越えるカーボンブラ
ツクでは、反発弾性、発熱特性において低下する傾向が
あり望ましくない。Further, the carbon black having N 2 SA, DBPA and Tint values specified in the present invention is in good agreement with Dc calculated by the above formula (1), and also in the carbon black of the present invention (Dc
-D 1) is 2 or less, but is close to the calculated values, the aforementioned D 4
There is a difference in the value of / D 1 from the conventional carbon black. A carbon black whose measured value exceeds 2 than the value calculated by the equation (1), that is, (Dc-D 1 ) exceeds 2, tends to be deteriorated in impact resilience and heat generation characteristics, which is not desirable.
本発明のカーボンブラックはD1が大きい側にあるという
特徴を有し、さらに望ましい要件である(Dc−D1)が小
さく、その分布がシャープであることから補強性を維持
しながら反発弾性、発熱の特性が改良されるものと推察
される。The carbon black of the present invention has a feature that D 1 is on the large side, and further desirable requirements (Dc-D 1 ) is small, and its distribution is sharp, so that the impact resilience while maintaining the reinforcing property, It is assumed that the heat generation characteristics are improved.
本発明によるカーボンブラツクの各特性は、次のように
して測定される。Each characteristic of the carbon black according to the present invention is measured as follows.
DBP吸油量(DBPA):JIS K 6221-1982 A法による。DBP oil absorption (DBPA): According to JIS K 6221-1982 A method.
窒素吸着比表面積(N2SA):ASTMD 3037-84 B法によ
る。Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA): According to ASTM D 3037-84 B method.
比着色力(Tint):JIS K 6221-1982 A法による。Coloring power (Tint): According to JIS K 6221-1982 A method.
沈降分析によるカーボンブラツク凝集体サイズ(Carbon
Black Aggregate Size)の分析法 使用機器デイスク・セントリフユージ装置(英国Joyce
Loebl 社製)測定法 若干の界面活性剤を加えた30%メタノール水溶液中
に、0.05〜0.1%のカーボンブラツクを加え、超音波処
理を施して完全に分散せしめる。蒸留水の沈降液(スピ
ン液)15〜20mlを注入した回転デイスクの回転数を8000
rpmに設定し、上記分散液0.02〜0.03mlを注加する。分
散液の注加と同時に記録計を作動せしめ、回転デイスク
の外周近傍の一定点を沈降によつて通過するカーボンブ
ラツクアグリゲートの量を光学的に測定して、その量を
時間に対するヒストグラムとして記録する。Carbon black aggregate size (Carbon
Black Aggregate Size Analysis Method Equipment Used Disk Centrifuge Equipment (Joyce, UK)
(Loebl Co., Ltd.) Measurement method 0.05 to 0.1% of carbon black is added to a 30% aqueous methanol solution to which a small amount of a surfactant is added, and ultrasonic treatment is performed to completely disperse the carbon black. The rotation speed of the rotating disk with 15 to 20 ml of distilled water settling solution (spin solution) is 8000.
Set to rpm and add 0.02-0.03 ml of the above dispersion. At the same time as the dispersion was added, the recorder was activated to optically measure the amount of carbon black aggregate passing through a fixed point near the outer circumference of the rotating disk by sedimentation and record that amount as a histogram against time. To do.
沈降時間を、下記の2式(Stokes式の一般型)により、
Stokes相当径に換算し、カーボンブラツクアグリゲート
のStokes相当径とその頻度のヒストグラムを得る。Settling time can be calculated by the following two equations (General type of Stokes equation)
Convert to Stokes equivalent diameter to obtain a histogram of the Stokes equivalent diameter of the carbon black aggregate and its frequency.
(2)式において、dは沈降開始後の時間tでの回転デイ
スクの光学的測定点を通過するカーボンブラツクアグリ
ゲートのStokes相当径である。 In the equation (2), d is the Stokes equivalent diameter of the carbon black aggregate passing through the optical measuring point of the rotating disk at the time t after the start of sedimentation.
定数Kは、測定時のスピン液量、粘度およびカーボンブ
ラツクの密度差(カーボンブラツクの真密度を1.86g/
mlとする)、さらに回転数により決まる。例えば、スピ
ン液として蒸留水17.5mlを用い、測定温度20℃、デイ
スク回転数を8000rpmとした場合のKの値は280.5とな
り、dはnm、tは分で表示される。The constant K is the difference in spin liquid amount, viscosity, and density of carbon black at the time of measurement (true density of carbon black is 1.86 g /
ml)), and determined by the number of rotations. For example, when 17.5 ml of distilled water is used as the spin liquid and the measurement temperature is 20 ° C. and the disk rotation speed is 8000 rpm, the K value is 280.5, d is expressed in nm, and t is expressed in minutes.
sの定義 上記の測定操作によつて得られるアグリゲートのStokes
相当径のヒストグラムにおいて、最多頻度(実際の測定
では最大吸光度である)を与えるStokes相当径をDstと
称し、カーボンブラツクアグリゲートの平均的大きさの
目安となる。Definition of s Stokes of the aggregate obtained by the above measurement operation
In the histogram of equivalent diameters, the Stokes equivalent diameter that gives the highest frequency (the maximum absorbance in actual measurement) is called Dst, and is a measure of the average size of the carbon black aggregate.
また、当該ヒストグラムにおいて、Dstの示す頻度の1/2
の頻度を示し、かつDstよりも大なるStokes相当径を▲
DL 50▼としたとき、アグリゲートサイズ分布指数は、
次の(3)式で定義される。Also, in the histogram, 1/2 of the frequency indicated by Dst
And the Stokes equivalent diameter that is greater than Dst.
When D L 50 ▼, the aggregate size distribution index is
It is defined by the following equation (3).
S=084932×log(▲DL 50▼/Ds+) (3) このs値は、比較的大きなアグリゲートサイズの分布広
さの目安となる。S = 084932 × log (▲ D L 50 ▼ / Ds +) (3) This s value is a measure of the distribution width of a relatively large aggregate size.
電子顕微鏡観察によるD1およびD4の定義 カーボンブラツク0.2mgを1mlのクロロホルムに加え、
5分間超音波洗浄器に分散させる。この分散試料をカー
ボン支持膜に固定し、電子顕微鏡により直接倍率20,000
倍、最終倍率150,000倍に撮影して、得られた写真から
ランダムに2000個あるいはそれ以上のカーボンブラツク
粒子の直径を測定し、48区分に分けて作成したヒスト
グラムからD1およびD4を算出する。Definition of D 1 and D 4 by electron microscopy Add 0.2 mg of carbon black to 1 ml of chloroform,
Disperse in ultrasonic cleaner for 5 minutes. This dispersion sample was fixed on a carbon support film and directly magnified by 20,000 with an electron microscope.
2,000 times, the final magnification is 150,000 times, the diameter of 2000 or more carbon black particles is randomly measured from the obtained photograph, and D 1 and D 4 are calculated from the histogram created by dividing into 48 categories. .
i番目に相当するヒストグラムの直径をdi、個数をniと
すると、算術平均径D1および重量平均径D4は、それぞれ
(4)式および(5)式により算出される。Assuming that the diameter of the i-th histogram is di and the number is ni, the arithmetic mean diameter D 1 and the weight mean diameter D 4 are
It is calculated by equations (4) and (5).
計算によるD1の算出 本発明で使用される計算D1(Dc)は、前述の(1)式で算
出される。 Calculation of D 1 by Calculation The calculation D 1 (Dc) used in the present invention is calculated by the above equation (1).
この(1)式は、Rubber Age、1973年11月号、第29〜頁のA
shland Chemicals社、Carbon Blackboard欄32でN.L.S
mithにより発表されたものであり、カーボンブラツク特
性と電子顕微鏡法によるD1との回帰式から求められたも
のである。 This equation (1) is written in Rubber Age, November 1973 issue, page 29 to page A.
shland Chemicals, Carbon Blackboard column 32 NLS
It was published by mith and was obtained from the regression equation of carbon black characteristics and D 1 by electron microscopy.
以下に本発明カーボンブラツクの製造例を示す。The production examples of the carbon black of the present invention are shown below.
製造例 第1図、第2図および第3図に示した装置を用いて、本
発明カーボンブラツクを製造した。Production Example A carbon black of the present invention was produced using the apparatus shown in FIGS. 1, 2 and 3.
円筒形状の燃焼ガス充填室2(内径400mmφ、長さ280m
m)と、前記燃焼ガス充填室2の前半部分に装備された
接線方向位置に中心軸を有する2個の第1の空気導入口
7,7′(内径80mmφ)および前記第1の導入口とは独
立した6個の放射状の第2の天然ガス導入口8,8′,
9,9′,10,10′(内径20mmφ)と、前記燃焼ガス充
填室に連結した最狭内径80mmφ、長さ150mmφのベンチ
ユリ部3と、前記ベンチユリ部3の出口端から50mmおよ
び150mm下流側に設けられ、かつ前記第1の導入口の旋
回方向に対して順方向(正接)または逆方向(逆接)で
導入できるように設けた同一断面の上下端を通る平行か
つ接線方向で各々4本の導入口を有する2組の第3の空
気および/または天然ガス導入口12,12′,12″,1
2′′′および13,13′,13″,13′′′(内径30mm
φ)が設置された反応室4と、前記第3の導入口の下流
側空間内に複数個の冷却水圧入噴霧装置a〜gを設置し
た反応継続兼冷却室5(内径120mmφ、長さ3000mm)
と、前記反応継続兼冷却室後端部に連結された煙道6と
からなる、全体が耐火物で被覆されたカーボンブラツク
反応炉1を用い、第1および第2の導入口よりの空気お
よび天然ガスの供給条件、第3の導入口からのガス体の
供給条件および旋回方向などを適宜調節することによ
り、比表面積、ストラクチヤー、アグリゲートサイズ分
布指数(s)、D4/D1およびD1の標準偏差の異なるSAF級フ
アーネスカーボンブラツクを製造した。Cylindrical combustion gas filling chamber 2 (inner diameter 400mmφ, length 280m
m), two first air inlets 7 and 7 ′ (inner diameter 80 mmφ) having a central axis at a tangential position provided in the first half of the combustion gas filling chamber 2, and the first inlet. Are independent six radial second natural gas inlets 8, 8 ',
9,9 ', 10,10' (inner diameter 20 mmφ), a bench lily portion 3 having a narrowest inner diameter 80 mmφ and a length 150 mmφ connected to the combustion gas filling chamber, and 50 mm and 150 mm downstream from the outlet end of the bench lily portion 3. And four parallel and tangential directions each passing through the upper and lower ends of the same cross section provided so as to be introduced in the forward direction (tangent) or the reverse direction (reverse tangent) with respect to the turning direction of the first introduction port. Sets of third air and / or natural gas inlets 12, 12 ', 12 ", 1 with
2 ′ ″ and 13, 13 ′, 13 ″, 13 ″ ′ (inner diameter 30mm
φ) is installed in the reaction chamber 4, and a plurality of cooling water injection spray devices a to g are installed in the space on the downstream side of the third introduction port for continuing reaction and cooling chamber 5 (inner diameter 120 mmφ, length 3000 mm). )
And a flue 6 connected to the rear end of the cooling chamber for continuing the reaction, the carbon black reactor 1 entirely covered with a refractory is used, and air from the first and second inlets and The specific surface area, structure, aggregate size distribution index (s), D 4 / D 1 and D can be adjusted by adjusting the natural gas supply conditions, the gas body supply conditions from the third inlet, and the swirling direction. SAF class furnace carbon blacks with different standard deviations of 1 were manufactured.
なお、ベンチユリ最狭部において、同部空間を通ずる2
個の原料油導入口11,11′を設け、この導入口に原料油
噴射装置を設置して原料を導入した。In the narrowest part of the bench lily, pass through the same space 2
The individual feedstock inlets 11 and 11 'were provided, and the feedstock injection device was installed at this inlet to introduce the feedstock.
原料炭化水素としては表−1に示したとおりの性状およ
び組成を有するものを使用した。As the raw material hydrocarbon, one having the properties and composition shown in Table 1 was used.
また、製造条件および製造されたカーボンブラツクの物
理化学特性を表−2に示した。 Table 2 shows the production conditions and the physicochemical properties of the produced carbon black.
表−2のRuu No.1〜6および9は、本発明によるカー
ボンブラツクであり、全要件を満足している。Ruu Nos. 1 to 6 and 9 in Table 2 are carbon blacks according to the present invention and satisfy all the requirements.
Ruu No.7はD4/D1の比および望ましい要件であるD1の
標準偏差の要件をはずれた例であり、Ruu No.8はsが
大きい側にはずれた例である。また、Ruu No.1,5お
よび9はもうひとつの望ましい要件である計算D1と実測
D1との差が大きい例であり、Ruu No.10はsが小さい側
にはずれた例である。Ruu No. 7 is an example in which the ratio of D 4 / D 1 and the standard requirement of D 1 , which is a desirable requirement, are deviated, and Ruu No. 8 is an example in which s is deviated to the larger side. Also, Ruu Nos. 1, 5 and 9 are another desirable requirement, calculation D 1 and actual measurement.
This is an example in which the difference from D 1 is large, and Ruu No. 10 is an example in which s deviates toward the smaller side.
性能評価試験 表−2に示したカーボンブラツクの性能評価をするため
に、表−3に示す配合比をもつてゴム組成物を調整し、
種々の試験に供した。 Performance Evaluation Test In order to evaluate the performance of the carbon black shown in Table-2, the rubber composition was adjusted with the compounding ratio shown in Table-3,
It was subjected to various tests.
各ゴム組成物の性能評価は、次のゴム特性試験条件によ
り測定評価した。 The performance of each rubber composition was measured and evaluated under the following rubber characteristic test conditions.
ゴム特性試験条件 配合物の加硫条件:145℃、30分 耐摩耗試験:ランボーン摩耗試験機を用い、スリッ プ率25%で測定し、耐摩耗性は下式 で求める。Rubber property test conditions Vulcanization condition of compound: 145 ° C, 30 minutes Abrasion resistance test: Measured with a Lambourn abrasion tester at a slip rate of 25%, and the abrasion resistance is calculated by the following formula.
耐摩耗性指数=(S/T)×100 (%) ここでS:IRBNO.5試験片の25%スリップ率での 容積損失。Abrasion resistance index = (S / T) × 100 (%) where S: volume loss of IRBNO.5 test piece at 25% slip ratio.
T:供給試験片の25%スリツプ率での容積損
失。T: Volume loss at 25% slip rate of the supplied test piece.
反ぱつ弾性試験:レジリエンステスター(東洋精機 製作所製)を用い、B.S(British Standard)903:Part A 8:1963のA
法に準じて測定する。Anti-repulsion elasticity test: BS (British Standard) 903: Part A 8: 1963 A using resilience tester
Measure according to the method.
その他のゴム特性:JIS K 6300−1974およびJIS
K 6301−1975に準じて測定す る。Other rubber properties: JIS K 6300-1974 and JIS
Measure according to K 6301-1975.
各カーボンブラツクにおけるゴム特性については、表−
4にとりまとめて示す。For the rubber properties of each carbon black, see Table-
It is summarized in Table 4.
(e) 効 果 表−2に示したコロイダル特性を有する実施例および比
較例のカーボンブラツクを天然ゴムに配合した表−4の
結果から、本発明カーボンブラツクの効果について、耐
摩耗性、反発弾性および発熱の特性で比較して説明す
る。 (e) Effect From the results of Table-4 in which the carbon blacks of Examples and Comparative Examples having the colloidal properties shown in Table-2 are blended with natural rubber, the results of Table-4 show the effects of the carbon black of the present invention on abrasion resistance and impact resilience. Also, the characteristics of heat generation will be compared and described.
i) 耐摩耗性 ほぼ同一のN2SAとDBPAの組合わせであるRuu No.4とR
uuNo.7において、RuuNo.7はD4/D1およびD1の標
準偏差(この2つの特性の間には、ほぼ正の相関があ
る)が本発明の要件をはずれており、このために耐摩耗
指数が大きく低下している。これにもかかわらず、Ruu
No.4の反発弾性および発熱はRuu No.7とほぼ同程度で
あり、本発明の効果は明らかである。i) Wear resistance Ruu No. 4 and R, which are almost the same combination of N 2 SA and DBPA
In uuNo.7, RuuNo.7 has a standard deviation of D 4 / D 1 and D 1 (there is almost a positive correlation between these two characteristics), which is outside the requirement of the present invention. The wear resistance index is greatly reduced. Despite this, Ruu
The impact resilience and heat generation of No. 4 are almost the same as those of Ruu No. 7, and the effect of the present invention is clear.
また、Ruu No.3とRuu No.8との比較では、ほぼ同等の
コロイダルを有しているが、Ruu No.8はsが大きい側
に要件をはずれるために、耐摩耗性の(若干の)低下が
みられる。In addition, comparing Ruu No.3 and Ruu No.8, they have almost the same colloidal. However, since Ruu No.8 deviates from the requirement to the side where s is large, the wear resistance (some ) There is a decline.
ii) 反発弾性および発熱 Ruu No.10はsが本発明要件を小さい側にはずれた例で
あり、耐摩耗性においてはRuu No.10よりも表面積の大
きいRuu No.2やNo.5と同等であるが、発熱においてこ
れらよりも大きな数値となるので不適当である。ii) Rebound resilience and heat generation Ruu No.10 is an example in which s deviates from the requirements of the present invention to the smaller side, and in terms of wear resistance, it is equivalent to Ruu No. 2 and No. 5 having a larger surface area than Ruu No. However, it is unsuitable because it has a larger value in heat generation than these values.
また、Ruu No.1および9は計算D1(Dc)よりも実測D1の
値が2を越えて小さくなった例であるが、Ruu No.9はR
uu No.1と比較してN2SA大、s小のため耐摩耗性で若干
の向上がみられるが、反発弾性および発熱において特性
の低下があり、従って(Dc−D1)は小さい方が望まし
く、より好ましくは2以下とするのが望ましい。Ruu Nos. 1 and 9 are examples in which the measured D 1 value is smaller than 2 by less than the calculated D 1 (Dc), but Ruu No. 9 is R
Compared to uu No. 1, N 2 SA is large and s is small, so there is some improvement in wear resistance, but there is a decrease in properties in impact resilience and heat generation, so (Dc-D 1 ) is smaller. Is preferable, and more preferably 2 or less.
第1図な本発明カーボンブラツクの製造に好適な装置の
縦断正面説明図である。第2図は第1図のA−A矢視に
おける断面説明図であり、第3図は第1図のB−B矢視
における断面説明図である。 1…カーボンブラツク製造装置 2…燃焼ガス充填室 3…ベンチュリ部 4…反 応 室 5…反応継続兼冷却室 6…煙 道 7,7′…空気導入口 8,8′,9,9′,10,10′…燃料流体導入口 11,11′…原料油導入口 12〜12′′′,13〜13′′′…導入口 a〜g…冷却水圧入噴霧器挿入口FIG. 1 is a vertical sectional front view of an apparatus suitable for manufacturing the carbon black of the present invention shown in FIG. 1. 2 is a cross-sectional explanatory view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view taken along the line BB of FIG. 1 ... Carbon black manufacturing device 2 ... Combustion gas filling chamber 3 ... Venturi section 4 ... Reaction chamber 5 ... Reaction continuation and cooling chamber 6 ... Flue 7, 7 '... Air inlet 8, 8', 9, 9 ', 10, 10 '... Fuel fluid inlet 11, 11' ... Raw oil inlet 12-12 '", 13-13"' ... Inlet a-g ... Cooling water press-in sprayer inlet
Claims (3)
越え160m2/g未満、DBP吸油量(DBPA)が、1.10〜
1.50ml/g、比着色力(Tint)が121以上の特性を有す
るファーネスカーボンブラックにおいて、アグリゲート
サイズ分布指数(s)が0.11〜0.15であり、かつ電子顕微
鏡法による粒子径から算出された算術平均径(D1)に対
する重量平均径(D4)の比(D4/D1)が1.20〜1.45の範
囲にあるゴム用高補強ファーネスカーボンブラック。1. A nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) 160 m 2 / less g exceed 130m 2 / g, DBP oil absorption (DBPA) is 1.10
In a furnace carbon black having a characteristic of 1.50 ml / g and a specific tinting strength (Tint) of 121 or more, the aggregate size distribution index (s) is 0.11 to 0.15, and the arithmetic calculated from the particle diameter by electron microscopy. A highly reinforced furnace carbon black for rubber having a ratio (D 4 / D 1 ) of the weight average diameter (D 4 ) to the average diameter (D 1 ) in the range of 1.20 to 1.45.
請求の範囲第1項記載のゴム用高補強ファーネスカーボ
ンブラック。2. The highly reinforced furnace carbon black for rubber according to claim 1 , wherein the standard deviation of D 1 is 4 to 6.5 nm.
差(Dc−D1)が2以下である特許請求の範囲第1項記載
のゴム用高補強フアーネスカーボンブラック。 Wherein the D 1 and the following difference (Dc-D 1) rubber for high reinforcing Sulfur Ness carbon black according paragraph 1 claims is 2 or less and calculated Dc in calculations.
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| JP61120411A JPH06867B2 (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Highly reinforced farnes car bomb rack for rubber |
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- 1986-05-26 JP JP61120411A patent/JPH06867B2/en not_active Expired - Fee Related
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