JP2000319539A - Carbon black and rubber composition - Google Patents
Carbon black and rubber compositionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、低苛酷度から高苛
酷度の条件下において高度の耐摩耗性を有し、かつ低発
熱性に優れたタイヤトレッド用として好適なカーボンブ
ラック及びゴム組成物に関する。The present invention relates to a carbon black and rubber composition suitable for use in tire treads having high abrasion resistance and low heat build-up under conditions of low to high severity. About.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年自動車の高性能化や高速道路の発達
により、トラック、バス等の車両において高速走行があ
たりまえとなってきていること、また規則緩和による積
載重量の増加等によりタイヤにかかる苛酷度は従来より
高くなってきている。そのようななか、低苛酷度から高
苛酷度の条件下において高度の耐摩耗性を有するタイヤ
トレッド部材が要求されている。一般に耐摩耗性の向上
は、従来からカーボンブラックの粒子径やストラクチャ
ーが支配要因として考えられており、粒子径を小さくす
るほど耐摩耗性が向上するが、小さくしすぎるとゴム中
への分散性が低下するという問題があった。一方、スト
ラクチャーについても増加させる程、耐摩耗性は向上す
るが、増加しすぎると耐チッピング性や加工性が低下す
るなどの問題があった。そのためそれらの要求に応える
ため、種々のゴムやカーボンブラックの改善が行われて
いる（特開平１０ー３０６２３０号、特許第２，６６
４，２８７号等参照）。例えば、当社が以前提案した特
開平１０ー３０６２３０号は、自動車の高速走行時の高
度な操縦安定性や耐摩耗性に優れたタイヤトレッド用の
カーボンブラックを提案している。2. Description of the Related Art In recent years, high-speed driving has become commonplace in vehicles such as trucks and buses due to the development of high performance automobiles and the development of expressways. The degree is getting higher than before. Under such circumstances, there is a demand for a tire tread member having high abrasion resistance under conditions of low severity to high severity. In general, the improvement in wear resistance has been considered as a dominant factor in the particle size and structure of carbon black.The smaller the particle size, the better the wear resistance. However, there was a problem in that On the other hand, as the structure is increased, the wear resistance is improved. However, when the structure is excessively increased, there is a problem that the chipping resistance and the workability are reduced. Therefore, various rubbers and carbon blacks have been improved to meet those demands (Japanese Patent Laid-Open No. 10-306230, Japanese Patent No. 2,663).
4,287). For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 10-306230 previously proposed by the Company proposes a carbon black for a tire tread excellent in advanced steering stability and abrasion resistance during high-speed running of an automobile.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案したカーボンブラックの高度な操縦安定性とは、グリ
ップ性を重視したものであり、そのため発熱が起りやす
くなり、本発明の用途であるトラック及びバス用タイヤ
用途には不向きなものであった。本発明の目的は、低苛
酷度から高苛酷度の条件下において高度の耐摩耗性を有
し、かつ低発熱性に優れた、トラック及びバス車両用の
タイヤトレッド用として好適なカーボンブラック及びゴ
ム組成物を提供することにある。However, the high handling stability of the carbon black proposed above emphasizes the grip performance, so that heat is easily generated, and the truck and bus used in the present invention are used. It was unsuitable for tire applications. An object of the present invention is to provide carbon black and rubber having high abrasion resistance under low to high severity conditions and having excellent low heat build-up, which are suitable for tire treads for trucks and bus vehicles. It is to provide a composition.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる課題
を解決すべく、先行技術と異なる観点から、種々の苛酷
度における耐摩耗性と配合カーボンブラックの特性につ
いて鋭意検討した結果、電子顕微鏡で測定したカーボン
ブラックの凝集体形状パラメータ円形規則度（λ１）と
固有楕円離心率（λ２）がある要件を満たすことで高次
の耐摩耗性及び低発熱性を付与できることを見いだし、
本発明に至った。すなわち、本発明のカーボンブラック
及びゴム組成物は、ＣＴＡＢ比表面積が１１０〜１６０
ｍ2／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１４０ｍｌ／
１００ｇでカーボンブラックの凝集体形状パラメータ円
形規則度（λ１）が式１を、また固有楕円離心率（λ
２）が式２を満足するカーボンブラックとそれをゴム１
００重量部に対して２０〜１５０重量部配合してなるゴ
ム組成物に関する。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made intensive studies on the abrasion resistance and the characteristics of the compounded carbon black under various severities from a viewpoint different from the prior art. It has been found that a higher order abrasion resistance and lower heat generation can be imparted by satisfying certain requirements of the carbon black aggregate shape parameters circular regularity (λ1) and specific elliptic eccentricity (λ2) measured in
The present invention has been reached. That is, the carbon black and rubber composition of the present invention have a CTAB specific surface area of 110 to 160.
m 2 / g, 24M4DBP oil absorption 90-140 ml /
At 100 g, the carbon black aggregate shape parameter circular regularity (λ1) is given by the equation 1, and the specific elliptic eccentricity (λ
2) A carbon black satisfying the formula 2 and a rubber 1
The present invention relates to a rubber composition containing 20 to 150 parts by weight with respect to 00 parts by weight.
【０００５】[0005]
【数２】 λ１≦０．００２７８×（２４Ｍ４ＤＢＰ）＋０．０７７８ ・・・（式１） λ２≧−０．０００４４４×（２４Ｍ４ＤＢＰ）＋０．７５０・・・（式２）Λ1 ≦ 0.00278 × (24M4DBP) +0.0778 (formula 1) λ2 ≧ −0.000444 × (24M4DBP) +0.750 (formula 2)
【０００６】（式１及び式２中、０＜λ１＜１、０＜λ
２＜１である）(In Equations 1 and 2, 0 <λ1 <1, 0 <λ
2 <1)
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のカーボンブラックはＣＴＡＢ比表面積が１１０
〜１６０ｍ2／ｇであることが必要である。ＣＴＡＢの
値は、ＡＳＴＭ Ｄ３７６５−８０に準拠して測定した
値である。ＣＴＡＢが１１０ｍ2／ｇに満たないと耐摩
耗性の向上が望めず、１６０ｍ2／ｇを超えるとゴム中
への分散が困難となり、結果的に耐摩耗性は低下するの
で好ましくない。好ましくは１２０〜１４０ｍ2／ｇで
ある。また、本発明のカーボンブラックは、２４Ｍ４Ｄ
ＢＰ吸油量が９０〜１４０ｍｌ／１００ｇであることが
必要である。２４Ｍ４ＤＢＰの値は、ＡＳＴＭ Ｄ３４
９３−８５ａに準拠して測定した値である。２４Ｍ４Ｄ
ＢＰ吸油量が９０ｍｌ／１００ｇに満たないと分散性の
低下、耐摩耗性の低下を引き起こし、更には発熱性の増
大を引き起こし、他方、１４０ｍｌ／１００ｇを超える
と混練性が著しく低下するので好ましくない。好ましく
は９８〜１１２ｍｌ／１００ｇである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The carbon black of the present invention has a CTAB specific surface area of 110.
１６０160 m 2 / g. The CTAB value is a value measured according to ASTM D3765-80. If CTAB is less than 110 m 2 / g, improvement in wear resistance cannot be expected, and if it exceeds 160 m 2 / g, dispersion in rubber becomes difficult, and as a result, wear resistance is undesirably reduced. Preferably it is 120-140 m < 2 > / g. In addition, the carbon black of the present invention is 24M4D
It is necessary that the BP oil absorption is 90 to 140 ml / 100 g. The value of 24M4DBP is ASTM D34
It is a value measured according to 93-85a. 24M4D
If the BP oil absorption is less than 90 ml / 100 g, the dispersibility and abrasion resistance are reduced, and the heat build-up is increased. On the other hand, if the BP oil absorption is more than 140 ml / 100 g, the kneading property is significantly reduced, which is not preferable. . Preferably it is 98-112 ml / 100g.
【０００８】更に、本発明のカーボンブラックは、カー
ボンブラックの凝集体形状パラメータ円形規則度（λ
１）が式１を、また固有楕円離心率（λ２）が式２を満
足する必要がある。λ１の値が０．００２７８×（２４
Ｍ４ＤＢＰ）＋０．０７７８を越え、λ２の値が−０．
０００４４４×（２４Ｍ４ＤＢＰ）＋０．７５０に満た
ない場合は耐摩耗性の向上が望めず好ましくない。２４
Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９８〜１１２ｍｌ／１００ｇで、凝
集体形状パラメータ円形規則度（λ１）が、０＜λ１≦
０．３６で、かつ、固有楕円離心率（λ２）が、１＞λ
２≧０．７０５を満足する場合は、低苛酷度から高苛酷
度の条件において、高耐摩耗性及び低発熱性に特に優れ
るのでより好ましい。なお、本発明のカーボンブラック
は、前記の要件を満足するものであれば、その他一般の
カーボンブラックの物性値、例えば、よう素吸着量（Ｉ
Ａ）や窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）等の値は、限定さ
れるものではなく、通常の値を取りうる。そのうち、よ
う素吸着量（ＩＡ）は、１３５ｍｇ／ｇ未満、窒素吸着
比表面積（Ｎ2ＳＡ）は１４５ｍ2／ｇ未満であることが
好ましい。ここで、よう素吸着量（ＩＡ）の値は、ＪＩ
Ｓ Ｋ６２２１ー６に準拠して、また窒素吸着比表面積
（Ｎ2ＳＡ）はＪＩＳ Ｋ６２１７ー７に準拠して測定
した値である。凝集体形状パラメータ円形規則度（λ
１）及び固有楕円離心率（λ２）は、次のように求めた
ものである。Further, the carbon black of the present invention has a carbon black aggregate shape parameter circular regularity (λ).
It is necessary that 1) satisfies Equation 1 and that the natural elliptic eccentricity (λ2) satisfies Equation 2. When the value of λ1 is 0.00278 × (24
M4DBP) +0.0778, and the value of λ2 is −0.
When the ratio is less than 000444 × (24M4DBP) +0.750, it is not preferable because improvement in wear resistance cannot be expected. 24
The M4DBP oil absorption is 98 to 112 ml / 100 g, and the aggregate shape parameter circular regularity (λ1) is 0 <λ1 ≦
0.36, and the characteristic elliptic eccentricity (λ2) is 1> λ
It is more preferable that 2 ≧ 0.705 be satisfied under the conditions of low severity to high severity, since it is particularly excellent in high wear resistance and low heat generation. As long as the carbon black of the present invention satisfies the above requirements, the physical properties of other general carbon blacks, for example, the amount of adsorbed iodine (I
The values of A), the specific surface area of nitrogen adsorption (N 2 SA), and the like are not limited, and may be ordinary values. It is preferable that the iodine adsorption amount (IA) is less than 135 mg / g and the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is less than 145 m 2 / g. Here, the value of the iodine adsorption amount (IA) is determined by JI
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is a value measured according to JIS K6217-7 according to SK6221-6. Aggregate shape parameter circular regularity (λ
1) and the characteristic elliptic eccentricity (λ2) are obtained as follows.
【０００９】カーボンブラック試料を周波数２００ｋＨ
ｚ、０．４ｋＷの超音波分散機により、５分間クロロホ
ルムに分散させた後、分散試料をカーボンブラック支持
膜に固定する。これを電子顕微鏡で直接倍率１００００
倍で撮影し、得られた写真を更に画像解析にかけ、ラン
ダムに１０００個以上のカーボンブラック凝集体につい
て、投影面積（Ａ）、周長（Ｐ）、固有楕円長軸長（Ｌ
１）、固有楕円短軸長（Ｌ２）を測定した。ここで、投
影面積とはカーボンブラック凝集体画像の二次元投影面
積のことであり、周長はその周囲長である。また固有楕
円とは、図形の重心を中心として原図形のフーリエ一次
成分より作ったもので、Ｌ１、Ｌ２はその長軸長と短軸
長を測定したものである。更に、カーボンブラックの凝
集体形状パラメータ円形規則度（λ１）と固有楕円離心
率（λ２）は次の式３及び式４により算出された、各々
について個数平均値として求めた値である。円形規則度
（λ１）は０〜１の数値をとりうるが０に近いほど凝集
体の形状がギザギザした部分を多く持っている事を意味
し、１に近いほど滑らかな形状をしていることを意味す
る。また、固有楕円離心率（λ２）についても０〜１の
数値をとりうるが０に近いほど凝集体の形状が円形に近
いことを意味し、１に近いほど異方性を有していること
を意味する。[0009] A carbon black sample was prepared at a frequency of 200 kHz.
After dispersing in chloroform for 5 minutes by an ultrasonic dispersing machine of 0.4 kW in z, the dispersion sample is fixed on a carbon black support membrane. This was directly examined with an electron microscope at a magnification of 10,000.
The obtained photograph was further subjected to image analysis, and a projection area (A), a perimeter (P), and a specific elliptical long axis length (L) were randomly determined for 1000 or more carbon black aggregates.
1) The intrinsic elliptical minor axis length (L2) was measured. Here, the projected area is a two-dimensional projected area of the carbon black aggregate image, and the perimeter is its perimeter. The characteristic ellipse is created from the Fourier primary component of the original figure with the center of gravity of the figure as the center, and L1 and L2 are the measured lengths of the major axis and the minor axis. Further, the carbon black aggregate shape parameter circular regularity (λ1) and intrinsic elliptic eccentricity (λ2) are values calculated as the number average value for each calculated by the following Expressions 3 and 4. The circular regularity (λ1) can take a value from 0 to 1, but the closer to 0, the more the shape of the aggregate has jagged portions, and the closer to 1, the smoother the shape. Means Also, the specific elliptic eccentricity (λ2) can take a value of 0 to 1, but the closer to 0, the closer the shape of the aggregate is to a circle, and the closer to 1, the more anisotropic. Means
【００１０】[0010]
【数３】λ１＝４π×Ａ／Ｐ2 ・・・（式３）Λ 1 = 4π × A / P 2 (Equation 3)
【００１１】[0011]
【数４】 (Equation 4)
【００１２】本発明のゴム組成物において使用されるゴ
ム成分としては、通常のジエン系ゴムを挙げることがで
きる。例えば、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、高ス
チレン−ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴム、合成
イソプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ゴ
ム等の１種あるいは混合物が含まれる。本発明のゴム組
成物は、これらゴムと前記のカーボンブラックの配合に
より得られ、カーボンブラックとゴム成分との配合は加
硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤等の成
分とともに公知の機器で混練される。カーボンブラック
の配合量は、２０〜１５０重量部、好ましくは３５〜８
０重量部が使用される。As the rubber component used in the rubber composition of the present invention, ordinary diene rubber can be mentioned. For example, one or a mixture of styrene-butadiene copolymer rubber, high styrene-butadiene copolymer rubber, butadiene rubber, synthetic isoprene rubber, natural rubber, butyl rubber, halogenated rubber and the like are included. The rubber composition of the present invention is obtained by compounding these rubbers and the carbon black, and the compounding of the carbon black and the rubber component includes a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an antioxidant, a softener, a plasticizer, and the like. The ingredients are kneaded with a known device. The compounding amount of carbon black is 20 to 150 parts by weight, preferably 35 to 8 parts by weight.
0 parts by weight are used.
【００１３】本発明のカーボンブラックは、高温燃焼ガ
スを発生させる燃焼帯域、高温燃焼ガス流に原料炭化水
素を導入し、この原料炭化水素を熱分解反応によりカー
ボンブラックに転化させる反応帯域、及び反応ガスを急
冷して反応を停止する反応停止帯域を有するプロセスに
おいて、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、原料油の導入条
件、反応停止時間等の諸条件を制御することによって製
造することができる。具体的には、燃焼帯域は高温燃焼
ガスを形成させるため、酸素含有ガスとして空気、酸素
またはそれらの混合物とガス状または液体の燃料炭化水
素を混合燃焼させる。燃料炭化水素としては、水素、酸
化炭素、天然ガス、石炭ガス、石油ガス並びに重油等の
石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃料が
使用される。燃焼条件は燃焼温度が１５００℃〜１９０
０℃の範囲で制御する。The carbon black of the present invention comprises a combustion zone for generating a high-temperature combustion gas, a reaction zone for introducing a raw material hydrocarbon into a high-temperature combustion gas stream, and converting the raw material hydrocarbon into carbon black by a thermal decomposition reaction. In a process having a reaction stop zone in which the reaction is stopped by rapidly cooling the gas, the production can be performed by controlling various conditions such as combustion conditions, high-temperature combustion gas flow rate, feed oil introduction conditions, and reaction stop time. Specifically, since the combustion zone forms a high-temperature combustion gas, air, oxygen, or a mixture thereof and gaseous or liquid fuel hydrocarbon are mixed and burned as the oxygen-containing gas. Hydrogen, carbon oxide, natural gas, coal gas, petroleum gas, petroleum liquid fuel such as heavy oil, and coal liquid fuel such as creosote oil are used as fuel hydrocarbons. The combustion conditions are as follows:
Control within 0 ° C.
【００１４】反応帯域は、燃焼帯域で得られた高温燃焼
ガス流に並流又は横方向に設けたバーナーから原料炭化
水素を噴霧導入し、原料炭化水素を熱分解させてカーボ
ンブラックに転化させる。より具体的には燃焼ガス流速
が２５０〜５００ｍ／ｓの範囲の高温燃焼ガス流に、原
料油を３本以上のバーナーにより分割導入させる。反応
効率を向上させる為に反応ゾーンに絞り部を設けるのが
一般的であり、その絞りの程度は絞り部径／絞り部上流
域径の比が０．２〜０．８である。原料炭化水素として
は、アントラセン等の芳香族炭化水素油、クレオソート
油などの石油系炭化水素油、ＥＨＥオイル（エチレン製
造時の副成油）、ＦＣＣオイル（流動接触分解残渣油）
等の石油系重質油が使用される。反応停止帯域は高温反
応ガスを１０００〜８００℃以下に冷却する為、水スプ
レー等により行う。原料を導入してから冷却による反応
停止までの反応滞留時間は３〜１０ｍｓの範囲で制御す
る。冷却されたカーボンブラックは、ガスと分離、回
収、造粒、乾燥という通常の方法により製品となる。In the reaction zone, raw hydrocarbons are spray-injected from a burner provided co-currently or laterally with the high-temperature combustion gas stream obtained in the combustion zone, and the raw hydrocarbons are thermally decomposed to carbon black. More specifically, the feed oil is divided and introduced into three or more burners into a high-temperature combustion gas flow having a combustion gas flow rate in the range of 250 to 500 m / s. In order to improve the reaction efficiency, it is common to provide a throttle in the reaction zone, and the degree of the throttle is 0.2 to 0.8 in the ratio of the diameter of the throttle to the diameter of the upstream area of the throttle. As raw material hydrocarbons, aromatic hydrocarbon oils such as anthracene, petroleum hydrocarbon oils such as creosote oil, EHE oil (by-product oil at the time of ethylene production), FCC oil (fluid catalytic cracking residual oil)
And other heavy oils. The reaction stop zone is performed by water spray or the like to cool the high-temperature reaction gas to 1000 to 800 ° C or lower. The reaction residence time from the introduction of the raw materials to the termination of the reaction by cooling is controlled in the range of 3 to 10 ms. The cooled carbon black is converted into a product by a usual method of separation, recovery, granulation, and drying from a gas.
【００１５】本発明に規定されるカーボンブラックは、
上記プロセスにおいて、原料炭化水素熱分解の反応条件
を制御することによって製造することができ、特に、原
料油導入位置から反応帯域（絞り部）内での燃焼ガス流
速を高速に維持し、かつ生成カーボンブラック含有ガス
の急冷地点までの、反応滞留時間を調整することにより
得られるものである。このようにして得られたカーボン
ブラックは、カーボンブラック表面の過度の酸化および
賦活の影響を抑制しつつ、かつ反応帯域内でのガス流れ
の大きな乱れの影響を受けることがないので、団子状や
凝集塊状のカーボンブラック凝集体が少なく、相対的に
高連鎖状で、線状のカーボンブラック凝集体を増加させ
ることにより、ゴムへ分散しにくく補強効果の少ない団
子状や凝集塊状のカーボンブラックを低減させ、従来に
ない高度の耐摩耗性及び低発熱性をもたらしたものと考
えられる。The carbon black specified in the present invention is:
In the above process, it can be produced by controlling the reaction conditions of the thermal cracking of the raw material hydrocarbon. In particular, the flow rate of the combustion gas in the reaction zone (throttle section) from the position of the raw material oil introduction is maintained at a high speed, and It is obtained by adjusting the reaction residence time up to the quenching point of the carbon black-containing gas. The carbon black thus obtained suppresses the influence of excessive oxidation and activation on the surface of the carbon black, and is not affected by the large turbulence of the gas flow in the reaction zone. Less aggregated carbon black aggregates, relatively high chain form, and increase of linear carbon black aggregates reduce the amount of carbon black aggregates and aggregates that are hardly dispersed in rubber and have little reinforcing effect Thus, it is considered that a high level of abrasion resistance and low heat generation were obtained, which had not been achieved before.
【００１６】[0016]
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。The present invention will be described below with reference to examples of the present invention.
The present invention is not limited to this.
【００１７】実施例１〜６ 空気導入ダクトと燃焼バーナーを備える内径８００ｍ
ｍ、長さ１６００ｍｍの燃焼帯域、該燃焼帯域から連接
され、周辺から原料ノズルを貫通接続した内径１４５ｍ
ｍ、長さ１０００ｍｍの狭径部からなる原料導入帯域、
クエンチ装置を備えた内径４００ｍｍ、長さ３０００ｍ
ｍの後部反応帯域を順次接合したカーボンブラック反応
炉（図１参照）を用い、燃料にＣ重油、及び原料炭化水
素にクレオソート油を使用し、表１に示す各条件により
カーボンブラックを製造した。得られたカーボンブラッ
クの各種特性を表２に示した。表２に示した各カーボン
ブラックを用いて表３に示す配合割合で成分配合し、バ
ンバリーミキサー及びオープンロールミキサーで混合混
練してゴム配合物を調整した。配合物を１５０℃の温度
でプレス加硫しゴム組成物を作成した。Examples 1 to 6 Inside diameter 800 m provided with air introduction duct and combustion burner
m, a combustion zone having a length of 1600 mm, an inner diameter of 145 m connected from the combustion zone and having a raw material nozzle penetratingly connected from the periphery.
m, a material introduction zone comprising a narrow diameter portion having a length of 1000 mm,
400 mm inside diameter, 3000 m long with quench device
m using a carbon black reactor (see FIG. 1) in which the rear reaction zones were sequentially joined, using heavy fuel oil C as fuel and creosote oil as raw material hydrocarbon, and producing carbon black under the conditions shown in Table 1. . Table 2 shows various characteristics of the obtained carbon black. The components were compounded at the compounding ratios shown in Table 3 using the respective carbon blacks shown in Table 2 and mixed and kneaded with a Banbury mixer and an open roll mixer to prepare a rubber compound. The compound was press-vulcanized at a temperature of 150 ° C. to prepare a rubber composition.
【００１８】得られた各ゴム組成物につき、低燃費性の
指標となる損失係数（ｔａｎδ）及びランポーン摩耗の
試験を行い、比較例１を１００とし、各測定値を比較例
１に対しての相対値として、表４に示した。各特性試験
は以下の方法により測定した。 （１）ＣＴＡＢ：ＡＳＴＭ Ｄ３７６５−８０に準拠し
て測定した。 （２）２４Ｍ４ＤＢＰ：ＡＳＴＭ Ｄ３４９３−８５ａ
に準拠して測定した。 （３）λ１及びλ２ カーボンブラック試料を周波数２００ｋＨｚ、０．４ｋ
Ｗの超音波分散機により、５分間クロロホルムに分散さ
せた後、分散試料をカーボンブラック支持膜に固定す
る。これを電子顕微鏡で直接倍率１００００倍で撮影
し、得られた写真を更に画像解析にかけ、ランダムに１
０００個以上のカーボンブラック凝集体について、投影
面積（Ａ）、周長（Ｐ）、固有楕円長軸長（Ｌ１）、固
有楕円短軸長（Ｌ２）を測定した。ここで、投影面積と
はカーボンブラック凝集体画像の二次元投影面積のこと
であり、周長はその周囲長である。また固有楕円とは、
図形の重心を中心として原図形のフーリエ一次成分より
作ったもので、Ｌ１、Ｌ２はその長軸長と短軸長を測定
したものである。更に、カーボンブラックの凝集体形状
パラメータ円形規則度（λ１）と固有楕円離心率（λ
２）は次の式３及び式４により算出されたもの各々につ
いて個数平均値として求めた。Each of the obtained rubber compositions was subjected to a test for a loss coefficient (tan δ), which is an index of fuel economy, and a lampoon abrasion. Comparative Example 1 was set to 100, and each measured value was compared to Comparative Example 1. The relative values are shown in Table 4. Each characteristic test was measured by the following method. (1) CTAB: Measured according to ASTM D3765-80. (2) 24M4DBP: ASTM D3493-85a
It measured according to. (3) λ1 and λ2 carbon black samples were prepared at a frequency of 200 kHz and 0.4 k
After being dispersed in chloroform for 5 minutes by an ultrasonic dispersing machine of W, the dispersion sample is fixed on a carbon black support film. This was directly photographed with an electron microscope at a magnification of 10,000 times, and the obtained photograph was further subjected to image analysis.
For 000 or more carbon black aggregates, the projected area (A), perimeter (P), specific elliptical major axis length (L1), and specific elliptical minor axis length (L2) were measured. Here, the projected area is a two-dimensional projected area of the carbon black aggregate image, and the perimeter is its perimeter. The characteristic ellipse is
L1 and L2 are obtained by measuring the major axis length and the minor axis length of the original figure with the Fourier primary components centered on the center of gravity of the figure. Further, the carbon black aggregate shape parameter circular regularity (λ1) and the specific elliptic eccentricity (λ
2) was calculated as a number average value for each of the values calculated by the following Expressions 3 and 4.
【００１９】[0019]
【数５】λ１＝４π×Ａ／Ｐ2 ・・・（式３）Λ1 = 4π × A / P 2 (Equation 3)
【００２０】[0020]
【数６】 (Equation 6)
【００２１】 （４）よう素吸着量（ＩＡ）：ＪＩＳ Ｋ６２２１ー６ （５）窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）：ＪＩＳ Ｋ６２
１７ー７ また、各評価試験は以下の方法により測定した。 （６）ｔａｎδ：ＤＶＥレオスペクトラー（（株）レオ
ロジ製）を用い、温度６０℃、周波数２０Ｈｚ、静的歪
み１０％、振幅４％の力学的損失正弦（ｔａｎδ）を求
めた。ｔａｎδの値が小さい方が低発熱性であることを
示している。 （７）ランボーン摩耗：厚さ１０ｍｍ、外径４４ｍｍの
試験片を作成し、ランボーン摩耗試験機を用い、測定温
度２５℃、試験荷重４ｋｇ、砥石と試験片のスリップ率
１５％、２５％、４５％の条件で摩耗量を測定した。ス
リップ率４５％の方が、高苛酷度の条件となる。ランボ
ーン摩耗は、値が大きい程耐摩耗性が良好であることを
示している。(4) Iodine adsorption amount (IA): JIS K6221-6 (5) Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA): JIS K62
17-7 Each evaluation test was measured by the following method. (6) tan δ: The mechanical loss sine (tan δ) at a temperature of 60 ° C., a frequency of 20 Hz, a static strain of 10% and an amplitude of 4% was determined using DVE Rheospectral (manufactured by Rheology Co., Ltd.). A smaller value of tan δ indicates lower heat generation. (7) Lambourn abrasion: A test piece having a thickness of 10 mm and an outer diameter of 44 mm was prepared, and measured using a Lambourn abrasion tester at a measurement temperature of 25 ° C., a test load of 4 kg, and a slip ratio between the grindstone and the test piece of 15%, 25%, and 45%. % Was measured under the condition of%. A slip rate of 45% is a condition of higher severity. The Lambourn abrasion indicates that the larger the value, the better the abrasion resistance.
【００２２】比較例１、２ 比較例１として市販のカーボンブラック「ＤＩＡＢＬＡ
ＣＫ Ａ」（三菱化学（株）製）を比較例２として「Ｄ
ＩＡＢＬＡＣＫ ＳＡ」について、実施例と同様に評価
した結果を表２及び表４に示した。 比較例３ 実施例１において、空気導入ダクトと燃焼バーナーを備
える内径１１００ｍｍ、長さ１７００ｍｍの燃焼帯域、
該燃焼帯域から連接され、周辺から原料ノズルを貫通接
続した内径１７５ｍｍ、長さ１０５０ｍｍの狭径部から
なる原料導入帯域、クエンチ装置を備えた内径４００ｍ
ｍ、長さ３０００ｍｍの後部反応帯域を順次接合したカ
ーボンブラック反応炉に代え、燃料をＤ重油に代え、表
１に示す各条件に代えた他は、実施例１と同様な方法で
カーボンブラックを製造した。得られたカーボンブラッ
クの各種特性を表２に、また、実施例１と同様に評価し
た結果を表４に示した（特開平１０ー３０６２３０号の
実施例６に相当）。Comparative Examples 1 and 2 As Comparative Example 1, a commercially available carbon black "DIABLA" was used.
“CK A” (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as Comparative Example 2
Tables 2 and 4 show the results of evaluation of "IABLACK SA" in the same manner as in the examples. Comparative Example 3 In Example 1, a combustion zone having an inner diameter of 1100 mm and a length of 1700 mm including an air introduction duct and a combustion burner,
A raw material introduction zone connected to the combustion zone and having a narrow diameter portion with an inner diameter of 175 mm and a length of 1050 mm penetrating the raw material nozzle from the periphery, and an inner diameter of 400 m with a quench device
m, a carbon black reactor having a rear reaction zone of 3000 mm in length was sequentially joined, the fuel was replaced with heavy oil D, and the conditions shown in Table 1 were used. Manufactured. Various properties of the obtained carbon black are shown in Table 2, and the results of evaluation in the same manner as in Example 1 are shown in Table 4 (corresponding to Example 6 of JP-A-10-306230).
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】[0024]
【表２】 [Table 2]
【００２５】[0025]
【表３】 [Table 3]
【００２６】[0026]
【表４】 [Table 4]
【００２７】[0027]
【発明の効果】本発明のカーボンブラックによれば低苛
酷度から高苛酷度の条件下において高度の耐摩耗性を有
し、かつ低発熱性に優れたゴム組成物を提供することが
できるので、苛酷度の高い条件での耐摩耗性が要求され
るトラック及びバスタイヤ車両用タイヤのトレッド用と
して極めて有用である。According to the carbon black of the present invention, it is possible to provide a rubber composition having high abrasion resistance and low heat build-up under conditions of low to high severity. It is extremely useful as a tread for tires for trucks and bus tires, which require abrasion resistance under severe conditions.
【図１】実施例におけるカーボンブラック反応炉の概略
図。FIG. 1 is a schematic diagram of a carbon black reactor in an example.
１ 空気 ２ Ｃ重油 ３，４ クレオソート油 ５ 反応停止水 Ａ 燃焼帯域 Ｂ 原料導入帯域 Ｃ 反応帯域 Reference Signs List 1 air 2 heavy oil C 3,4 creosote oil 5 reaction stop water A combustion zone B material introduction zone C reaction zone
Claims (3)
／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０〜１４０ｍｌ／１０
０ｇでカーボンブラックの凝集体形状パラメータ円形規
則度（λ１）が式１を、また固有楕円離心率（λ２）が
式２を満足することを特徴とするカーボンブラック。 【数１】 λ１≦０．００２７８×（２４Ｍ４ＤＢＰ）＋０．０７７８ ・・・（式１） λ２≧−０．０００４４４×（２４Ｍ４ＤＢＰ）＋０．７５０・・・（式２） （式１及び式２中、０＜λ１＜１、０＜λ２＜１であ
る）1. A CTAB specific surface area of 110 to 160 m 2
/ G, 24M4DBP oil absorption 90-140ml / 10
A carbon black characterized in that, at 0 g, an aggregate shape parameter circular regularity (λ1) of carbon black satisfies Expression 1 and an intrinsic elliptic eccentricity (λ2) satisfies Expression 2. Λ1 ≦ 0.00278 × (24M4DBP) +0.0778 (formula 1) λ2 ≧ −0.000444 × (24M4DBP) +0.750 (formula 2) (formula 1 and formula 2) , 0 <λ1 <1, 0 <λ2 <1)
ｌ／１００ｇで凝集体形状パラメータ円形規則度（λ
１）が０＜λ１≦０．３６、かつ、固有楕円離心率（λ
２）が、１＞λ２≧０．７０５を満足することを特徴と
する請求項１記載のカーボンブラック。2. A 24M4 DBP oil absorption of 98 to 112 m.
In 1/100 g, the aggregate shape parameter circular regularity (λ
1) is 0 <λ1 ≦ 0.36 and the characteristic elliptic eccentricity (λ
2. The carbon black according to claim 1, wherein 2) satisfies 1> λ2 ≧ 0.705.
１００重量部に対して２０〜１５０重量部配合したゴム
組成物。3. A rubber composition comprising 20 to 150 parts by weight of the carbon black according to claim 1 based on 100 parts by weight of rubber.
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199203A1 (en) | 2000-10-19 | 2002-04-24 | Asahi Glass Company Ltd. | Frame-attached window panel |
| JP2011057967A (en) * | 2009-08-12 | 2011-03-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Rubber composition for tire tread |
| CN101993547A (en) * | 2009-08-12 | 2011-03-30 | 新日化碳株式会社 | Hard carbon black |
| JP2012158627A (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Nippon Steel Chemical Carbon Co Ltd | Hard carbon black |
| WO2019130803A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | Rubber composition, pneumatic tire, production method for wet rubber masterbatch, and production method for rubber composition |
| JP2019112585A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | Rubber composition and pneumatic tire |
| WO2020059302A1 (en) | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 住友ゴム工業株式会社 | Tread rubber composition and pneumatic tire |
| EP3632702A1 (en) | 2018-10-02 | 2020-04-08 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Heavy-duty tire |
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-
2000
- 2000-03-01 JP JP2000055256A patent/JP2000319539A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1199203A1 (en) | 2000-10-19 | 2002-04-24 | Asahi Glass Company Ltd. | Frame-attached window panel |
| JP2011057967A (en) * | 2009-08-12 | 2011-03-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Rubber composition for tire tread |
| CN101993547A (en) * | 2009-08-12 | 2011-03-30 | 新日化碳株式会社 | Hard carbon black |
| CN101993547B (en) * | 2009-08-12 | 2013-01-16 | 新日化碳株式会社 | Hard carbon black |
| JP2012158627A (en) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Nippon Steel Chemical Carbon Co Ltd | Hard carbon black |
| WO2019130803A1 (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-04 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | Rubber composition, pneumatic tire, production method for wet rubber masterbatch, and production method for rubber composition |
| JP2019112585A (en) * | 2017-12-26 | 2019-07-11 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | Rubber composition and pneumatic tire |
| JP7154008B2 (en) | 2017-12-26 | 2022-10-17 | Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ株式会社 | Rubber composition and pneumatic tire |
| WO2020059302A1 (en) | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 住友ゴム工業株式会社 | Tread rubber composition and pneumatic tire |
| EP3632702A1 (en) | 2018-10-02 | 2020-04-08 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Heavy-duty tire |
| EP3738998A1 (en) | 2019-05-17 | 2020-11-18 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Tread rubber composition and tire |
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