JPS591572A - High-structure carbon black - Google Patents
High-structure carbon blackInfo
- Publication number
- JPS591572A JPS591572A JP10949382A JP10949382A JPS591572A JP S591572 A JPS591572 A JP S591572A JP 10949382 A JP10949382 A JP 10949382A JP 10949382 A JP10949382 A JP 10949382A JP S591572 A JPS591572 A JP S591572A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon black
- value
- furnace
- carbon
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はハイストラクチャーカーメンシラツクに関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to high structure carmen silicon.
カーボンシラツクの重要な特性のひとつにストラフチャ
ーがあるが、このストラフチャーの中にはカーボンブラ
ック製造時に粒子同志が融合して形成された永続的スト
ラフチャー(アクリゲートとも呼ばれる)と、このアク
リゲートがファン・デル中ワールスーロンドンカのヨウ
な物理的力によシ結合され形成される一時的ストラクチ
ャー(アクリゲ−トとも呼ばれる)の二種のストラフチ
ャーが存在していることはよく知られている。本発明は
比較的大きな粒子径をもつカーボンブラックにおいて、
カーボンブラックのストラフチャーにしめる一時的スト
ラクチャーの割合を、従来のカーボンブラックよりも著
しく高めたことを特徴とするカーボンシラツクに関する
ものである。One of the important characteristics of carbon silk is struttle, which includes permanent struttle (also called acrylate) formed by the fusion of particles during the production of carbon black, and acrylate that is formed by van der It is well known that there are two types of temporary structures (also called acrylates) that are bonded together and formed by the physical forces of medium-wavelength London molecules. The present invention provides carbon black with a relatively large particle size,
This invention relates to a carbon silk characterized by having a significantly higher proportion of temporary structures in carbon black stractures than conventional carbon black.
ストラフチャーを評価する方法としては、カーyl?ン
!ラックの空隙を液体で満たす手段があシ通常DBP吸
収1i′(以下、Aoと称する)が用いられる。これは
、カーボンブランクi oorに対するDBPの吸収量
・mlを算出したものであり、Aoの値は、永続的スト
ラフチャーと一時的ストラクチャーを加え合わせた数値
となる。As a method to evaluate strufture, caryl? hmm! A DBP absorber 1i' (hereinafter referred to as Ao) is usually used to fill the gap in the rack with liquid. This is a calculation of the absorbed amount of DBP/ml for the carbon blank i oor, and the value of Ao is the sum of the permanent structure and the temporary structure.
カーボンデラックストラクチャ−の申の主に永続的2)
ラフチャーを評価する方法として、ピストン中に入れた
カーメンシラツクを1687Kg/all (2400
0psi )で4回圧縮した後のDBP吸収量を測定す
る方法がある(24M4DBP吸収量と呼ばれる)。Mainly permanent 2) carbon deluxe structure
As a method to evaluate the roughness, carmen silk placed in the piston was measured at 1687 kg/all (2400 kg/all).
There is a method of measuring the amount of DBP absorbed after compression (0 psi) four times (referred to as 24M4DBP absorption).
本発明は、窒素吸着比表面積(以下、N、8Aと称する
)が、40〜60rr?/f、DBP吸収量 (Ao
)が165〜2xo−/1ootのカーボンブランクで
あって、16s y Ky/cd (24000pai
)で1回圧縮した後のDBP吸収量(A、)と前記A
、との比、AIZAoが0.65〜0.80の範囲にあ
ることを特徴とするカーボンブランクであり、さらに好
ましくはAo#1180〜2105g/100Fの範囲
のカーボンブランクが本発明には望ましい。The present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (hereinafter referred to as N, 8A) of 40 to 60 rr? /f, DBP absorption amount (Ao
) is 165~2xo-/1oot carbon blank, 16s y Ky/cd (24000pai
) DBP absorption amount (A, ) after compression once and the above A
, and AIZAo is in the range of 0.65 to 0.80, and more preferably a carbon blank having an Ao # of 1180 to 2105 g/100F is desirable for the present invention.
エラストマーとカーボンブランクの混合過程において、
カーメンブラックのストラフチャーに占める一時的スト
ラクチャーの割合が大きい場合には、カーボンブラック
のエラストマーへの分散速度を上昇させ、特に比較的小
さなせん断力によってでも容易に永続的ストラフチャ−
(アグリゲート)にまで分散され易くなり、短時間で良
好な分散が達成される。本発明で特定するA、 7A、
は、上述のストラフチャー申の一時的ストラクチャ
ーの割合を表わす指標であり、この数値が小さいほど一
時的ストラクチャーの占める割合が大きくなる。In the process of mixing elastomer and carbon blank,
If the proportion of temporary structures in the carmen black strafts is large, the rate of dispersion of carbon black into the elastomer can be increased, and even with relatively small shear forces, permanent struts can be formed easily.
(aggregate), and good dispersion can be achieved in a short time. A specified in the present invention, 7A,
is an index that represents the proportion of temporary structure in the above-mentioned structure, and the smaller this value is, the larger the proportion of temporary structure is.
本発明で特定されている、さらに望ましい要件として、
計算24M4DBP値、Aよと実測24M4DBP値、
A、との差、A、 −Aい(以下△Aと呼ぶ)が、大き
い事は、カーボンブランクのストラフチャー中における
永続的ストラフチャーの結合強度が小さい事を示し、引
張強度や引裂強度のような比較的大きな外部変形を与え
た場合、永続的ストラフチャーの破壊をもたら17、そ
の結果、局部的な応力の集中を緩和、平均化して妨げる
ことによ抄、力−ゼンブラック配合エラストマー組成物
の破壊強麿を向上させる事に寄与するものである。Further desirable requirements specified in the present invention include:
Calculated 24M4DBP value, A and actual measured 24M4DBP value,
A large difference between A and -A (hereinafter referred to as △A) indicates that the bonding strength of the permanent struc- tures in the carbon blank struf- tures is low, and When a relatively large external deformation is applied, it results in permanent stracture failure17, and as a result, by relaxing, averaging, and preventing local stress concentrations, the strength of the elastomer composition with ZenBlack is reduced. This contributes to improving the strength of destruction.
本発明のカーボンブランクのN、8Aの範囲は40〜6
0 m’ / f I/Ch 11 h分類上は)FE
F級に相当する。このPFtF級カーIンブラックの中
でハイストラクチャーを有するブラックとしては、FE
F−H8,MAF (FEF級ハイストラクチャーシラ
ツク、例えば旭カーIン■製、商品名す60H)ブラッ
クがある。このMAF級の市販ブラックにおけるA、/
A、 の値け0.9を上回るのがほとんどである。し
かしながら、A。The range of N and 8A of the carbon blank of the present invention is 40 to 6
0 m' / f I/Ch 11 h classification) FE
Equivalent to F class. Among these PFtF class car blacks, FE has a high structure.
There is F-H8, MAF (FEF grade high structure silicone, for example, manufactured by Asahi Car Ink, trade name: 60H) black. A in this MAF grade commercially available black, /
In most cases, the value of A, exceeds 0.9. However, A.
/Aoの値が0.9を上回る、すなわち、カーメンシラ
ツクの全ストラフチャーに占める一時的ストラクチャー
の割合が低い、通常の市販カーボンブランクでは工業用
ゴム部材に配合して用いた場合には押出し速度、ダイス
ウェル特性(以下、D、8.と称する)および分散性と
いう加工 5−
特性において、いまひとつ不満足であった。/Ao value exceeds 0.9, that is, the proportion of temporary structures in the total structure of carmen silk is low.For ordinary commercially available carbon blanks, when used in industrial rubber parts, the extrusion rate is low. , die swell properties (hereinafter referred to as D, 8.), and dispersibility, which were unsatisfactory in processing properties.
本発明者うは、カーボンブランクのストラフチャーにお
けるA1/ AOO値が0.65〜080す々わち、全
ストラフチャー中の崩壊[2やすい一時的ストラクチャ
ーの割合がある一定範囲以内にある場合には、この加工
特性を改良できることを見い出し、本発明を完成させた
ものである。さらに、次式で算出された24MJDBP
値(A、)、
A、=−0,59+0.22 e (N、 8A)十〇
、918(AO) −2,045x10−” X(A0
1茸と、実測された2 4 M 4 D B P値(A
、)との差、A、−A、(以下、ΔAと称する)が10
〜30の範囲を満足するカーボンブランクの場合には、
本発明のシラツクとしてより一層好ましいものとなる。The present inventors believe that if the A1/AOO value in the strutures of the carbon blank is between 0.65 and 0.080, that is, the proportion of temporary structures that are susceptible to collapse within a certain range in the total struttles, The present invention has been completed by discovering that this processing characteristic can be improved. Furthermore, 24MJDBP calculated by the following formula
Value (A,), A, = -0,59+0.22 e (N, 8A) 10, 918 (AO) -2,045x10-"X(A0
1 mushroom and the actually measured 2 4 M 4 D B P value (A
, ), A, -A, (hereinafter referred to as ΔA) is 10
In the case of a carbon blank that satisfies the range of ~30,
This is even more preferable as the silicone of the present invention.
本発明のカーボンブランク特性は、N、SAが40〜6
on?/f、DBP吸収址(Ao )が165〜21
0d/100 F、 24M11)BP吸収値(Al
lとA。との比、A、/A、が0.65〜0.806−
の範囲にあることを特徴とするが、後述の実施例におけ
るゴム性能評価においても明らかな如く、N28Aが4
0m”/l より小さくなる(粒子径が大良くなる)
とカー2ンブランクが配合されたエラストマーの破壊強
度(引張強さ)の低下をもたらす、また、aOm’/j
’より大きい場合(粒子径が小さくなる)には、押出し
特性、エラストマーへの分散性、D、8.という加工性
が低下するので好ましくない。さらにDBP吸収′m′
(Ao)が1(15ns”/1001’よりも小さく々
ると加工特性が低下してしまうので不適尚である。A、
が210m!/100りを上回るストラフチャーを有す
るカー2ンブラツクは、製造工程においてカーHpンブ
ラック原料油の他にアセチレンガスを添加した場合には
、これ以上のストラフチャーを有するカー信ン!ラック
を製造することが可能となろうが、オイルファーネス法
のみでは2xoi/1ootを上回るストラフチャーの
カー2ンブラツクを製造することは現在の技術レベルで
は著しく困難であり、例えばカーボンブラックの粒径(
比表面積)制御や微細コークス混入排除制御等が困難と
なり、また製造装置内のコークス堆積により長時間運転
ができなくなるなどの理由により、本発明におけるA。The carbon blank characteristics of the present invention include N and SA of 40 to 6.
On? /f, DBP absorption area (Ao) is 165-21
0d/100F, 24M11) BP absorption value (Al
l and a. It is characterized in that the ratio, A, /A, is in the range of 0.65 to 0.806.
becomes smaller than 0m”/l (particle size greatly improves)
This causes a decrease in the breaking strength (tensile strength) of the elastomer containing car 2 car blank, and aOm'/j
If the particle size is larger than '(particle size becomes smaller), extrusion characteristics, dispersibility in elastomer, D, 8. This is not preferable because the processability is lowered. Furthermore, DBP absorption 'm'
If (Ao) is smaller than 1 (15ns"/1001'), the machining characteristics will deteriorate and it is unsuitable.A.
is 210m! If acetylene gas is added in addition to the carbon black raw material oil during the manufacturing process, a carbon black with a struture of more than /100 will be produced. Although it would be possible to manufacture a rack, it is extremely difficult to manufacture a car rack with a structure exceeding 2xoi/1oot using only the oil furnace method at the current technological level.For example, the particle size of carbon black (
A in the present invention is difficult to control (specific surface area) and to control the removal of fine coke mixed in, and also makes it impossible to operate for a long time due to coke accumulation in the manufacturing equipment.
の上限Jd21oml/1oot に限定される。The upper limit of Jd is limited to 21 oml/1oot.
また、A、 / Ao の値が0.8よりも大きくガ
るすなわち、全ストラフチャーに占める一時的ストラク
チャーの割合が減少するとエラストマー中へのカー2ン
ブラツクの分散速度が低下し、さらに押出し特性や1)
、8.という加工特性が低下する。Furthermore, if the value of A,/Ao is larger than 0.8, that is, the proportion of the temporary structure in the total structure decreases, the dispersion speed of the carbon black into the elastomer will decrease, and the extrusion properties and )
, 8. The processing characteristics deteriorate.
本発明における望ましい要件としての計算24MJDB
P値、A、と、実測24 M l) B P値、A、と
の差、6人の値は、この数値が大きく方るほど永続的ス
トラフチャーの結合強就が小さいことを示し通常の市販
カーボンブランクでは−6〜+6の数値となるが、本発
明はカーボンブラックの主要件に加えて、A2値よりも
A、値を10以上小さくすると、カーボンシラツク配合
エラストマーに比較的大きな変形を与えた場合に容易に
永続的ストラフチャーが破壊され、局部的な応力集中を
妨げることによりエラストマー組成物の破壊強度、特に
引張強度の向上に寄与するので、より一層好ましいカー
ボンブラックとなる。しかし、6人を30より大きくし
た場合には、その他の補強特性、例えば耐摩耗性の看し
い低下をきたすので好ましくない。Calculation 24MJDB as a desirable requirement in the present invention
The difference between the P value, A, and the actually measured 24 M l) B P value, A, is the value of 6 people. Carbon blank has a value of -6 to +6, but in addition to the main requirements of carbon black, the present invention provides that if the A value is reduced by 10 or more than the A2 value, a relatively large deformation will be caused to the carbon silk-containing elastomer. The carbon black is even more preferred because the permanent stractures are easily destroyed when the elastomer composition is broken, and by preventing local stress concentration, it contributes to improving the fracture strength, especially the tensile strength, of the elastomer composition. However, if the number of reinforcements is increased from 6 to 30, other reinforcing properties, such as wear resistance, will be significantly reduced, which is not preferable.
本発明で用いられるカー2ンブラツクの各性質は、次の
ように測定される。The properties of the carbon black used in the present invention are measured as follows.
N、8A :A8TM、D−3037に従って窒素吸着
から測定され、rr?/f で表現されるカー2ンブ
ラツクの比表面積を表わす。N, 8A: A8TM, measured from nitrogen adsorption according to D-3037, rr? /f represents the specific surface area of the curved black.
DBP吸収量(Ao): JI8−に6221によυ測
定されるカーボンブラックのDBP吸
収量を表わし、カー2ンブランクのス
トラフチャーを評価するものである。DBP absorption (Ao): This represents the DBP absorption of carbon black measured by JI8-6221, and is used to evaluate the stracture of a carbon blank.
通常i o o r#!A#:)の吸収量、d/100
Fで表現される。Normal i o o r#! A#:) absorption amount, d/100
It is expressed as F.
24M4DBP吸収゛針(A、):AS’l’M D
34911に従い、試料カーメンブラックをビス
9−
トン中で1687 K47al (24,000psi
)の圧力で圧縮−はぐしを4回繰り返し、た後のDBP
吸収量を測定する。24M4DBP absorption needle (A,): AS'l'MD
34911, sample carmen black was heated at 1687 K47al (24,000 psi) in Bis9-Ton.
DBP after repeating compression and loosening 4 times at the pressure of )
Measure the amount of absorption.
24M4DBP吸収量(All:試料カー2ンブラツク
を16s qb/ad (24,000psりで1回圧
縮した後のDBPの吸収量を測定
する。24M4DBP absorption (All: Measure the DBP absorption after compressing the sample carton once at 16 s qb/ad (24,000 ps).
上述のように、本発明によるカー2ンブラツクは、通常
のカーボンブラックよりも非常に高いストラフチャーを
有し、かつ、ファンやデル・ワールスーロンドンカのよ
うな弱い物理的結合による崩壊しやすい一時的ストラク
チャーを、ある範囲に大きくすることにより、ストラフ
チャーを上げたときの齢述の利点を保持しながら、押出
し速度、D、S、に分散性という加工特性を著しく改良
することができる。さらには、ストラフチャーを上げた
本発明カーボンブラックにより、同一硬度としたエラス
トマーの比重を低下することができ、また、オイル配合
量を増加することができるなど、@量化、コスト低下を
−10=
計ることが可能であるという利点も有する。As mentioned above, the carbon black according to the present invention has a much higher struc- ture than ordinary carbon black, and has a temporary structure that is easily disintegrated by weak physical bonds such as fans and der Waals Londoners. By increasing the size of the structure within a certain range, processing characteristics such as extrusion speed, D, S, and dispersibility can be significantly improved while retaining the advantages of aging when the structure is increased. Furthermore, by using the carbon black of the present invention with increased struture, it is possible to lower the specific gravity of an elastomer with the same hardness, and it is also possible to increase the amount of oil blended, resulting in a reduction in cost by -10. It also has the advantage of being possible.
従って、本発明によるカーボンブラックは上述したさま
ざま々有効性能を発揮させる例えば工業用ゴム部拐の補
強用充填剤として好適である。Therefore, the carbon black according to the present invention is suitable as a filler for reinforcing industrial rubber parts, for example, exhibiting the various effective properties described above.
以下に実施例を示し1本発明をさらに詳しく説明する。The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.
実施例
本発明にかかるカーボンブラックおよび性能比較用カー
ボンブラックを、特許[1059132号(特公昭54
−38068号公報、出願人 旭カー)ぜン株弐会社)
の実施例に用いたと同様の製造装置を用いて製造した。Examples Carbon black according to the present invention and carbon black for performance comparison were prepared using patent [1059132] (Japanese Patent Publication No. 54
Publication No. 38068, applicant Asahi Kerr) Zen Co., Ltd. 2 Company)
It was manufactured using the same manufacturing equipment as used in Example.
使用原料油の性状は表−■に示し、製造装置の稼働条件
は表−Hに示したとお如に設定した。The properties of the raw material oil used are shown in Table-■, and the operating conditions of the production equipment were set as shown in Table-H.
上記特許発明にかかる製造装置(製造方法)は、ハイス
トラクチ−カーボンブラックの製造を目的としたもので
あシ、本発明にかかるカーボンブラックを製造するには
好適であるが、表−1に示したとおりBMOI値の高い
原料油を使用するのが一層好適である。The manufacturing apparatus (manufacturing method) according to the above patented invention is aimed at manufacturing high-strength carbon black, and is suitable for manufacturing the carbon black according to the present invention. Therefore, it is more preferable to use a raw material oil with a high BMOI value.
製造したカーボンブラックの物理化学特性は、表−[1
にとりまとめて示した。The physicochemical properties of the produced carbon black are shown in Table-[1
This is summarized and shown below.
表−mの実施例Run41〜5のカー、jiンブラック
は主要件のA、 7A、比および望−11−2い要件A
、−A、==10〜30範囲内の両要件を満足し、実施
例Run A 60カーゼンブラツクはA1/A。The car and ji black of Example Runs 41 to 5 in Table m are the main requirements A, 7A, ratio and Desired Requirement A
, -A, == satisfies both requirements within the range of 10 to 30, and Example Run A 60 Kasenblack is A1/A.
比を満足するが、望まし2い要件A、−A、=10〜3
0の範囲をはずれるものであり、比較例(7)のカーメ
ンはAI//A0の主要件を満足し々いものである。Satisfies the ratio, but preferably 2 requirements A, -A, = 10 to 3
0, and Carmen of Comparative Example (7) satisfies the main requirements of AI//A0.
また、対比のために表−10には、旭カーydy■製商
品名$ 6011 (A8TM、N−568相当MAF
)ならびに工業用標準カー、ぜンゾラック(IRB+5
1 を併記した。In addition, for comparison, Table 10 shows Asahi car ydy■ product name $6011 (A8TM, N-568 equivalent MAF
) and industrial standard car, Zenzorac (IRB+5
1 is also listed.
表−mに示しだカーボンブラックの性能會評師するため
に、表−■に示した配合比をもってゴム組成物を調製し
、さまざまな試験に供した。In order to evaluate the performance of the carbon black shown in Table M, rubber compositions were prepared with the blending ratios shown in Table II and subjected to various tests.
表−■の其のIは、ゴム100重量部に対し、カーフ3
?ンブラツク50重d部一定配合の場合の配合条件を示
したものであり、其の■は、÷60Hカー2ンブラック
50重量部配合物の硬さと同等となるように供試カーボ
ンブラックの配合量を変化した場合の配合条件を示した
ものである。Part I in Table ■ is 3 parts by weight of kerf for 100 parts by weight of rubber.
? This shows the blending conditions for a constant blend of 50 parts by weight and d parts of the carbon black, in which () is the amount of the sample carbon black blended so that the hardness is equivalent to the hardness of the blend of ÷60H carbon black and 50 parts by weight. This figure shows the blending conditions when changing .
各ゴム配合物の性能評価は、っぎのゴム特性試験条部に
より測定評価した。The performance of each rubber compound was evaluated using a rubber property test strip.
(7)配合物の加硫;145℃ 30分■押出試#:A
8TM D2230−77− A法に準じて画定し、
D、 8. (創は1
式で求めた。(7) Vulcanization of the compound; 145°C 30 minutes ■Extrusion test #: A
Defined according to 8TM D2230-77-A method,
D. 8. (The wound was calculated using equation 1.
1)、8.(%)=8−8oX]00
8゜
So:dle而檀
面;押出試料断血檀
(4)分散性 : A8TM D266g−69−B法
に準じて測定
■その他のゴム特性: JI8に630113−
加硫ゴム物理試験方法
に準じて測定
各カーボンブラックにおけるゴム特性については、表−
■および表−■にとりまとめて示L7た。1), 8. (%) = 8-8o The rubber properties of each carbon black are measured according to the vulcanized rubber physical test method.
L7 is summarized in (1) and Table (2).
表−■は表■の其のIVc該当するゴム特性を示したも
のであり、MAFN−568相当品に対して、本発明カ
ーボンシラツクが押出特性(D。Table -■ shows the rubber properties corresponding to IVc in Table -■, and the extrusion properties (D) of the carbon silk of the present invention compared to the MAFN-568 equivalent product.
S、および押出速度)および分散性において極めてすぐ
れていることが理解される、そして、本発明カーボンブ
ラックにおいては、硬さおよび300%引張応力が著し
く向上するので、同−硬さのゴム配合物とするのに低配
合可能であることも理解される。It is understood that the carbon black of the present invention is extremely excellent in terms of hardness and 300% tensile stress. It is also understood that it is possible to use a low amount of compound.
表−■は表−■の其の■に該当するゴム特性を示しだも
のである。Table -■ shows the rubber properties corresponding to the item (■) in Table -■.
(イ)押出特性: Run 41〜5はカーはンブラッ
ク配合重蓋部数が低いにもかか
わらず、D、 8.および押出速度
の両者共MAFN−568相肖品
14−
よりもすぐれている。(a) Extrusion characteristics: Runs 41 to 5 had D,8. and extrusion speed are both superior to MAFN-568 Comparative 14-.
FLunA6Fi、ΔAが望ましい要 件を満足しないため、この特性 については若干劣る、。FLunA6Fi, ΔA is desirable This property does not satisfy the condition Regarding, it is slightly inferior.
Run A 71d主要件を満足しないので、との特性
についてRun A
6よりもさらに劣る。Since Run A 71d does not satisfy the main requirements, it is even worse than Run A 6 in terms of characteristics.
(ロ)比重: RunA 1〜6および比較例(7)と
もに、MAFN−568相尚品よりもこ
の値が低下し、ゴム配合物の軽量化
に寄与する。(b) Specific gravity: Both RunA 1 to 6 and Comparative Example (7) have lower values than the MAFN-568 product, contributing to weight reduction of the rubber compound.
(1)引張強さ: RunA 1〜6および比較例(7
)ともにこの特性においてすぐれ
ている。(1) Tensile strength: RunA 1 to 6 and comparative example (7
) are both excellent in this property.
以上総合すると、補強効果(引張強さ)を一定レベル以
上に保持しながら、加工性能に最も寄与する押出特性お
よび分散性を改善するには、ILun A 1.2.4
.および5の物理化学特性値以内の範囲の値を満足しな
ければならないことが理解される。すなわち、几unA
1およびj164を見ると、引張強さがMAFに対して
極めて近似して改善効果が低下する恐れがあるので、N
、8Aレベルを4On?/y以上とすることが必要とさ
れる。しかし、N、8A レベルが6 on?/y (
Run A2.45)に達すると、分散性がMAPに近
接して改善効果がなくなるので、60tT?/yが限度
と見なせる。In summary, ILun A 1.2.4 is necessary to improve extrusion characteristics and dispersibility, which contribute most to processing performance, while maintaining the reinforcing effect (tensile strength) above a certain level.
.. It is understood that a value within a range of physicochemical property values of 5 and 5 must be satisfied. That is, 几unA
1 and j164, the tensile strength is very close to MAF and there is a risk that the improvement effect will decrease, so N
, 8A level 4On? /y or more is required. But N, 8A level is 6 on? /y (
When Run A2.45) is reached, the dispersibility approaches MAP and the improvement effect disappears, so 60tT? /y can be considered as the limit.
RunA2を見ると、押出特性がM A Fに近接して
、同じ改善効果が低Fするので、DBPレベルを165
m/1oot以上にしなければならないことが見知でき
る。Looking at Run A2, the extrusion characteristics are close to M A F and the same improvement effect is at low F, so the DBP level is set to 165.
It can be seen that it must be greater than m/1oot.
そして、比較例(7)は上述の物理化学特性を満足して
はいるが、主要件であるAI//A0比を満足していな
いことから、押出特性がM A i−よシも低下してい
る。この特性について、主要件を満足するが望ましい要
件を満たさないRunA6は、比較例/I67以上に改
善されるが、たかだかMAP程度である。しかし、Ru
n A 6は、引張強さがMAPに比較して著しく改善
され、さらに配合物の比重低下(@量化)には着しく寄
与する。Although Comparative Example (7) satisfies the above-mentioned physicochemical properties, it does not satisfy the main requirement of the AI//A0 ratio, so the extrusion properties deteriorate in M A i -. ing. Regarding this characteristic, RunA6, which satisfies the main requirements but does not satisfy the desirable requirements, is improved over Comparative Example/I67, but at most MAP. However, Ru
n A 6 has significantly improved tensile strength compared to MAP, and also contributes significantly to lowering the specific gravity (@quantization) of the formulation.
Al/A0比の下限値に近いRun A 4を見ると明
A。Run A 4, which is close to the lower limit of the Al/A0 ratio, is bright A.
らかな如<、/Ao比065をf回る値とすると300
%引張応力がかなり低下するので、MAF′f使用した
工業用ゴム部材の補強特性を保持することができなくな
る。Assuming that the /Ao ratio 065 is f times, it is 300
Since the % tensile stress is considerably reduced, it is no longer possible to maintain the reinforcing properties of the industrial rubber member using MAF'f.
(以下余白) 17− 表−■ (石11カーフ1?ンブランクオイル)18− 手 続 補 正 書(方式) 昭和57年7月2日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 ハイストラクチャーカーボンブラック 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 新潟県新潟市鵜島町2番地 旭カーボン株式会社 代表者 阿 倍 犬 裕 4、代理人 5、補正の対象 明細書全文 6、補正の内容 明細書の浄書(内容に変更なし)を提出する。(Margin below) 17- Table -■ (11 stones 1 calf 1? blank oil) 18- Supplementary Procedures (Method) July 2, 1982 Mr. Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Patent Office High structure carbon black 3. Person who makes corrections Relationship to the incident: Patent applicant 2 Ushimacho, Niigata City, Niigata Prefecture Asahi Carbon Co., Ltd. Representative Yutaka Abe Inu 4. Agent 5. Subject of correction Full statement 6. Contents of amendment Submit an engraving of the specification (with no changes to the contents).
7、添付書類の目録
明 細 書 1通1
−
手続補正書 ′
■ 事件の表示
昭和57年 特 許 願第109493号2、発明の名
称
ハイストラクチャーカーボンブラック
新潟県新潟市鴎島町2番地
旭カーボン株式会社
代表者 安 倍 大 祐
4、代 理 人
1−−
542−
2−
ζ 補正の内容
明細書全文を別添の通p補正する。7. List of attached documents 1 copy 1
- Procedural amendment ' ■ Indication of the case 1982 Patent Application No. 109493 2, Name of the invention High Structure Carbon Black 2, Kamijima-cho, Niigata City, Niigata Prefecture Asahi Carbon Co., Ltd. Representative Daisuke Abe 4, Agent 1--542-2-ζ The entire statement of contents of the amendment is amended in the attached document.
く 添付書類の目録
補正明細書 1通
2−
明 細 書
1、発明の名称
ハイストラクチャーカーボンブラック
2、特許請求の範囲
1、窒素吸着比表面積(N2SA)が40〜60d/1
1 、ジブチルフタレート(DBP)吸収量(AO)が
165〜2 t aWLl/lo o Iの特性を有す
るカーボンブラックであって、24MlDBP吸収1(
A+’l/1 o o I )の値と、前記A、の値の
比Al / AOが0.65〜0.80の範囲にあるこ
とを%徴とするハイストラクチャーカーボンブラック。Attached document list amendment specification 1 copy 2- Description 1, Title of invention High Structure Carbon Black 2, Claim 1, Nitrogen adsorption specific surface area (N2SA) is 40 to 60 d/1
1, a carbon black having a dibutyl phthalate (DBP) absorption amount (AO) of 165 to 2 t aWLl/lo o I, with a dibutyl phthalate (DBP absorption 1) of 24 MlDBP absorption 1 (
A high structure carbon black having a ratio of Al/AO between the value of A+'l/1 o o I) and the value of A, which is in the range of 0.65 to 0.80.
2、 次式で算出される計算24M40BP吸収量(A
2ゴ/ 100 、P ) ; At =−0,59+
0.229x (N、SA)+0.918X(AO)−
2,045X10−”X(Ao)”と実測された24M
4DBP吸収量(A、m// 1o o 11 )との
差(A2 Am)が10〜30の範囲にある特許請求
の範囲第1項記載のハイストラクチャーカーボンブラッ
ク。2. Calculated 24M40BP absorption amount (A
2 go/100, P); At =-0,59+
0.229x (N, SA) + 0.918X (AO) -
2,045X10-"X(Ao)" and 24M
The high structure carbon black according to claim 1, wherein the difference (A2 Am) from the 4DBP absorption amount (A, m// 1o o 11 ) is in the range of 10 to 30.
3、発明の詳細な説明
本発明はハイストラクチャーカーボンブラックに関する
。3. Detailed Description of the Invention The present invention relates to high structure carbon black.
カーボンブラックの重要な特性のひとつにストラフチャ
ーがあるが、このストラフチャーの中にはカーボンブラ
ック製造時に粒子同志が融合して形成された永続的スト
ラフチャー(アグリゲートとも呼ばれる)と、このアグ
リゲートがファン・デル醤ワールスーロンドンカのよう
な物理的力によシ結合され形成される一時的ストラクチ
ャー(アゾロマレートとも呼ばれる)の二種のストラフ
チャーが存在していることはよく知られている。本発明
は比較的大きな粒子径をもつカーボンブラックにおいて
、カーボンブラックのストラフチャーにしめる比較的結
合強度の小さい一時的ストラクチャーの割合を、従来の
カーホンブラックよpも著しく高めたことを特徴とする
カーボンブラックに関するものでおる。One of the important characteristics of carbon black is struttle, and this struttle includes permanent struttle (also called aggregate), which is formed by the fusion of particles during carbon black production, and this aggregate is a fan. It is well known that there are two types of structures: temporary structures (also called azoromalates) that are formed by bonding by physical forces such as der Waal-So-Londonka. The present invention is a carbon black having a relatively large particle size, and is characterized in that the proportion of temporary structures with relatively low bonding strength, which are made into carbon black stractures, is significantly higher than that of conventional carbon black. It's about.
ストラフチャーを評価する方法としては、カーボンブラ
ックの空隙を液体で満たす手段があり通常DBP吸収量
(以下、Aoと称する)が用いられる。これは、カーボ
ンブラック1009に対するDBPの吸収it―を算出
したものであJ) 、AoO値は、永続的ストラフチャ
ーと一時的ストラクチャーを加え合わせた数値となる。As a method for evaluating stracture, there is a method of filling the voids of carbon black with a liquid, and DBP absorption amount (hereinafter referred to as Ao) is usually used. This is a calculation of the absorption of DBP to carbon black 1009 (J), and the AoO value is the sum of the permanent structure and the temporary structure.
カーポンプラックストラクチャ−の中の主に永続的スト
ラフチャーを評価する方法として、シリンダー中に入れ
たカーボンブラックをピストンを用いて16 a 7
ky/d (z+ooopsi)で4回圧縮した後のD
BP吸収量を測定する方法がある(24M4DBP吸収
量と呼ばれる)。As a method of evaluating mainly permanent stractures in car pump rack structures, carbon black placed in a cylinder was 16 a 7 using a piston.
D after compressing 4 times with ky/d (z+ooopsi)
There is a method for measuring BP absorption (referred to as 24M4DBP absorption).
本発明は、窒素吸着比表面積(以下、−8Aと称する)
が、40〜60m’/I、nBp吸収量(Ao )が1
65〜ziogg/1ooyのカーボンブラックであっ
て、1687 ky/cd(24000psi )で1
回圧縮(7た後のDBP吸収量(k 1 rnl/10
0p)と前記A0との比ζA4 / A(1が0,6し
〜0.80の範囲にあることを特徴とするカーボンブラ
ックであり、さらに好ましくは入oii1803−
〜210rnt/100 &の範囲のカーボンブラック
が本発明には望ましい。The present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (hereinafter referred to as -8A).
is 40 to 60 m'/I, and the nBp absorption amount (Ao) is 1
65 to ziogg/1ooy carbon black at 1687 ky/cd (24000 psi)
DBP absorption amount after 7 times compression (k 1 rnl/10
The carbon black is characterized in that the ratio ζA4/A (1 is in the range of 0.6 to 0.80, and more preferably in the range of 1803 to 210 rnt/100 & Carbon black is preferred for this invention.
一時的ストラクチャーの中においても、其の結合強度に
はある幅が存在し、エラストマーとカーボンブラックの
混合過程において、一時的ストラフチャー中での結合強
度の比較的小さい一時的ストラクチャーの全ストラフチ
ャーに占める割合が大きい場合には、カーボンブラック
のエラストマーへの分散速度を上昇させ、特に比較的小
さな剪断力によってでも容易に分散され易くなり、短時
間で良好な分数が達成される。Even within the temporary structure, there is a certain range of bond strength, and during the mixing process of the elastomer and carbon black, the proportion of the temporary structure with relatively low bond strength in the temporary structure to the total structure When the carbon black is large, the dispersion rate of carbon black into the elastomer is increased, and the carbon black becomes easily dispersed even by a relatively small shear force, and a good fraction is achieved in a short time.
本発明で特定するA、/Aoは、上述のストラフチャー
中での比較的結合強度の小さい一時的ストラクチャーの
割合を嚢わす指標であり、この数値が小さいほど一時的
ストラクチャーの中でも比較的結合強度の小さい一時的
ストラクチャーの全ストラフチャー中に占める割合が大
きくなる。A, /Ao specified in the present invention is an index that covers the proportion of temporary structures with relatively low bonding strength in the above-mentioned structure, and the smaller this value is, the more the bonding strength is relatively low among the temporary structures. The proportion of small temporary structures in the total structure increases.
本発明で特定されている、さらに望ましい要 4−
件トシテ、計算24M4DBPe、収量ムよト、実測2
4M4DBP吸収量A3との差、A、 −A、 (以下
6人と呼ぶ)が、大きいことは、カーボンブラックのス
トラフチャー中における永続的ストラフチャーの割合お
よびその結合強度が小さいことを示し、引張や引裂のよ
うな緩和機#Itが関連する補強特性評価においてエラ
ストマー中でのカーボンブラックの一時的ストラクチャ
ーの崩壊および永続的ストラフチャーの部分的破壊をも
たらし、その結果、局部的な応力の集中を緩和、平均化
して妨げることにょ)、カーボンブラック配合エラスト
マー組成物の破壊強度を向上させることに寄与するもの
であると考えられる。More desirable requirements specified in the present invention: 4 items, calculation: 24M4DBPe, yield: 2, actual measurement:
A large difference between the absorption amount of 4M4DBP and the absorption amount A3, A, -A, (hereinafter referred to as 6 people) indicates that the proportion of permanent stractures in the carbon black stractures and the bond strength thereof are small, and the tensile and tearing The relaxation machine #It leads to the collapse of the temporary structure of carbon black in the elastomer and the partial destruction of the permanent stracture in the relevant reinforcement characterization, resulting in the relaxation of local stress concentrations and the average It is thought that this contributes to improving the breaking strength of the elastomer composition containing carbon black.
本発明のカーボンブラックのN、8ムの範囲は40〜6
0d/11にあり、分類上はFB3F級に相当する。こ
のFlilF級カーボフカ−ボンブラックイストラクチ
ャーを有するブラックとしては、FEF−Ha 、MA
F(FEF級ハイストラクチャーブラック、例えば旭カ
ーボン(株)製、商品名;旭1son)ブラックがある
。このMAF級の市販ブラックにおけるA4 / AO
の値は0,9を上回るのがtlとんどである。しかしな
がら、A1 / A、0の値が0.9を上回る、すなわ
ち、カーボンブラックの全ストラフチャーに占める一時
的ストラクチャーの割合が低い、通常の市販カーボンブ
ラックでは工業用ゴム部材に配合して用いた場合には押
出し速度、ダイスウェル特性(以下、D、 S、 と
称する)および分散性という加工特性において、いまひ
とつ不満足であった。The range of N of the carbon black of the present invention is 40 to 6.
It is located at 0d/11 and corresponds to FB3F class in terms of classification. As the black having the FlilF class carbon black structure, FEF-Ha, MA
There is F (FEF grade high structure black, for example, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., trade name: Asahi 1son) black. A4/AO in this MAF grade commercially available black
The value of tl is almost always greater than 0.9. However, when using ordinary commercially available carbon blacks in which the value of A1/A,0 exceeds 0.9, that is, the proportion of temporary structures in the total structure of carbon black is low, when mixed into industrial rubber members. However, the processing properties of extrusion speed, die swell properties (hereinafter referred to as D and S), and dispersibility were unsatisfactory.
本発明者らは、カーボンブラックのストラフチャーにお
けるA、/Aoの値が0.65〜0.80すなわち、全
ストラフチャー中の比較的崩壊しヤすい一時的ストラク
チャーの割合がある一定範囲以内にある場合には、この
加工特性を改良できることを見い出し、本発明を完成さ
せたものでおる。さらに、次式で算出された24M4D
BPg!に収量(h、yql/x o o i )、A
8=−0,59+0.229 X (N、SA)+0.
9 t 8X (Ao) −2,o45xto=x(人
、)”と、実測された24M4DBP吸収量(A、mA
!/1oo#)との差、AsAs(以下、6人と称する
)が10〜30の範囲を満足するカーボンブラックの場
合には、本発明のブラックとしてよシ一層好ましいもの
となる。The present inventors found that when the value of A, /Ao in the carbon black stractures is 0.65 to 0.80, that is, the proportion of temporary structures that are relatively easy to collapse in the entire stractures is within a certain range. We have now discovered that this processing characteristic can be improved, and have completed the present invention. Furthermore, 24M4D calculated by the following formula
BPg! Yield (h, yql/x o o i ), A
8=-0,59+0.229 X (N, SA)+0.
9 t 8
! /1oo#) and AsAs (hereinafter referred to as 6 people) satisfies the range of 10 to 30, which is even more preferable as the black of the present invention.
本発明のカーボンブラック特性は、N、8Aが40〜6
0ゴ/#、DBP吸収量(Ao)が165〜210d/
100.9 、24MI DBPIII!に収量(A、
)とAoとの比、A、/A0が0.65〜0.80の範
囲にあることを特徴とするが、後述の実施例におけるゴ
ム性能評価においても明らかな如く、N、SAが40ゴ
/Iよシ小さくなる(粒子径が大きくなる)とカーボン
ブラックが配合されたエラストマーの破壊強度(引張強
さ)の低下をもたらす。また、60d/gよシ大きい場
合(粒子径が小さくなる)には、押出し特性、エラスト
マーへの分散性、D、 S、 という加工性が低下す
るので好ましくない。さらにDBP吸収t(AO)が1
65d/1oOIiよりも小さくなると加工特性が低下
してしt5ので不適当で 7−
あるO AOが210ml/l 00 lIを上回るス
トラフチャーを有するカーホンブラックは、製造工程に
おいてカーボンブラック原料油の他にアセチレンガスを
添加した場合には、これ以上のストラフチャーを有する
カーボンブラックを製造することが可能となろうが、オ
イルファーネス法のみではN、Sム40ゴ/g〜6or
r?/Iにおいて後述する測定法でのDBP吸収量(A
0)が210m17100Nを上回るストラフチャーの
カーボンブラックを製造することは現在の技術レベルで
は著しく困難であpl例えばカーボンブラックの粒径(
比表面積)制御や微細コークス混入排除制御等が困難と
なシ、また製造装置内のコークス堆積によp長時間運転
ができなくなるなどの理由によp5本発明におけるA。The carbon black characteristics of the present invention are as follows: N, 8A is 40 to 6
0go/#, DBP absorption (Ao) is 165~210d/
100.9, 24MI DBPIII! Yield (A,
) and Ao, A, /A0 is in the range of 0.65 to 0.80. When /I becomes smaller (the particle size becomes larger), the breaking strength (tensile strength) of the elastomer containing carbon black decreases. Moreover, if it is larger than 60 d/g (the particle size becomes small), the extrusion characteristics, dispersibility into elastomers, and processability such as D and S deteriorate, which is not preferable. Furthermore, DBP absorption t(AO) is 1
If the OIi is less than 65d/1oOIi, the processability will deteriorate and it is unsuitable. If acetylene gas is added, it will be possible to produce carbon black with more struts than this, but with the oil furnace method alone, the amount of N, S, 40g/g to 6or
r? DBP absorption amount (A
0) exceeds 210 m 17100 N, it is extremely difficult at the current technological level.
A in the present invention due to reasons such as difficulty in controlling the specific surface area) and controlling the removal of fine coke mixed in, and the inability to operate for a long time due to coke accumulation in the manufacturing equipment.
の上限は210d/100Nに限定される。The upper limit of is limited to 210d/100N.
また% Al / AQO値が0.8よpも大きくなる
すなわち、全ストラフチャーに占める一時的ストラクチ
ャーの割合が減少するとエラストマー中へのカーボンブ
ラックの分散速度が低下し、 8−
さらに押出し特性やり、 S、という加工特性が低下す
る。Furthermore, when the %Al/AQO value increases by more than 0.8p, that is, the proportion of temporary structures in the total structure decreases, the dispersion rate of carbon black into the elastomer decreases, which further affects the extrusion properties, S , the processing characteristics deteriorate.
本発明における望ましい要件としての計算24M4DB
P吸収量、A2と、実測24M4DBP吸収量人、との
差、ΔAの値は、この数値が大きく々るほど全ストラフ
チャーに占める一時的ストラクチャーの割合の大きいこ
とおよび永続的ストラフチャーの結合強度が小さいこと
を示し通常の市販カーボンブラックでは−6〜+6の数
値となるが、本発明はカーボンブラックの主要件に加え
て、At値よpもA3値を10以上小さくすると、カー
ボンブラック配合エラストマーに比較的大きな変形を与
えた場合に容易に一時的ストラクチャーのMASおよび
永続的ストラフチャーの部分的破壊が起こ91局部的な
応力集中を妨げることによ如エラストマー組成物の破壊
強度、特に引張強度等の緩和機構に関連する破壊強度の
向上に寄与するので、より一層好ましいカーボンブラッ
クとなる。しかし、6人を30よ如大きくした場合には
、その他の補強特性、例えば耐摩耗性の著しい低下をき
たすので好ましくない。Calculation 24M4DB as a desirable requirement in the present invention
The value of ΔA, the difference between the P absorption amount, A2, and the measured 24M4DBP absorption amount, is determined by the fact that the larger this value is, the larger the proportion of temporary structures in all stractures is, and the smaller the bonding strength of permanent stractures is. This indicates that ordinary commercially available carbon black has a value of -6 to +6, but in addition to the main requirements of carbon black, the present invention reduces At value and A3 value by 10 or more, compared to carbon black-containing elastomer. When a large deformation is applied, partial failure of the MAS of the temporary structure and the permanent structure easily occurs.91 By preventing local stress concentration, the fracture strength, especially the tensile strength, of the elastomer composition can be reduced. Since it contributes to improving the fracture strength associated with the mechanism, it becomes an even more preferable carbon black. However, when increasing the number from 6 to 30, other reinforcing properties, such as wear resistance, are significantly reduced, which is not preferable.
本発明によるカーボンブラックの各性質は、次のように
測定される。Each property of the carbon black according to the present invention is measured as follows.
N25A:ASTM、D−3037に従って皇素吸着か
ら測定され、rr?/!lで表現されるカーボンブラッ
クの比表面積を表わす。N25A: Determined by ASTM, D-3037 from chloride adsorption, rr? /! It represents the specific surface area of carbon black expressed in l.
DBP吸収1(Ao): JIS−に6221によシ測
定されるカーボンブラックのDBP吸収蓋を表わし、カ
ーボンブラックのストラフチャーを評価するものである
。通常100g当りの吸収量、me / 10 Q F
lで表現される0
24M4DBP吸収量(A、): ASTM D349
3に従い、試料カーボンブラックをシリンダー中で16
8 ’Ikf/crll(24000pill )の圧
力で圧縮−11ぐしを4回線p返した後のDBP吸収量
を測定する。DBP absorption 1 (Ao): Indicates the DBP absorption lid of carbon black measured according to JIS-6221, and is used to evaluate the stracture of carbon black. Normal absorption amount per 100g, me / 10 Q F
024M4DBP absorption amount expressed in l (A,): ASTM D349
3, the sample carbon black was heated in a cylinder at 16
Measure the amount of DBP absorbed after returning the compressed -11 comb 4 times at a pressure of 8'Ikf/crll (24000pill).
24MIDEP吸収量(AI):試料カーボンブラック
を1687kP/i(24000pal )で1回圧縮
した後のDBPのe、収量を測定する。24MIDEP absorption (AI): Measure the DBP e and yield after compressing sample carbon black once at 1687 kP/i (24000 pal).
上述のように、本発明によるカーボンブラックは、通常
のカーボンブラックよシも非常に高いストラフチャーを
有し、かつ、ファン・デルψワールスーロンドンカのよ
うな弱い物理的結合による崩壊しやすい一時的ストラク
チャーを、ある範囲に太敬くすることにより、ストラフ
チャーを上げたときの前述の利点を保持しながら、押出
し速度、D、 S、に分散性という加工q#性を著しく
改良することができる。さらには、ストラフチャーを上
げた本発明カーボンブラックによυ、同一硬度としたエ
ラストマーの比重を低下することがで亀、tた、オイル
配合量を増加することができるなど、軽量化、コスト低
下を計ることが可能であるという利点も有する。As mentioned above, the carbon black according to the present invention has a much higher struc- ture than ordinary carbon black, and has a temporary structure that is easy to disintegrate due to weak physical bonds such as van der Waals-London forces. By adjusting the structure to a certain range, it is possible to significantly improve the processing q# properties such as extrusion speed, D, S, and dispersibility while retaining the above-mentioned advantages of increasing the structure. Furthermore, by using the carbon black of the present invention with increased stracture, the specific gravity of the elastomer with the same hardness can be lowered, making it possible to increase the amount of oil blended, resulting in weight reduction and cost reduction. It also has the advantage of being measurable.
従って、本発明によるカーホンブラックは上述したさま
ざまな有効性能を発揮させる例えば工業用ゴムS@の補
強用充填剤として好適でおる〇
11一
本発明にかかるカーボンブラックは、ハイストラクチャ
ーカーボンブラックの製造を目的とした特許第1059
132号発明(特公昭54−38068号公報、出願人
・旭カーボン株式会社)製造法に用いられていると同様
の製造装置を用い、同様の製造法に準じて製造される。Therefore, the carbon black according to the present invention exhibits the various effective performances described above and is suitable as a reinforcing filler for, for example, industrial rubber S@. Patent No. 1059 for the purpose of
It is manufactured using the same manufacturing equipment and according to the same manufacturing method as used in the manufacturing method of Invention No. 132 (Japanese Patent Publication No. 54-38068, applicant: Asahi Carbon Co., Ltd.).
すなわち、特許第1059132号発明においては、耐
火材でライニングされたほぼ円筒形状のファーネスタイ
プカーボンブラック製造炉を用い、この炉の先端から炉
内の軸線方向に炭化水素原料油を連続的に噴射すると共
に炉頭部の側壁接線方向から炉内に、燃料と空気を導入
して、高温の燃焼ガスよシなる旋回流(順方向旋回流)
を生ぜしめ、この旋回流発生位置に近接した側壁接線方
向から前記旋回流の流動方向とは逆の流動方向に旋回(
逆方向旋回流)するように、さらに空気を導入して高温
の燃焼ガスからなる撹乱雰囲気となし、噴射された原料
油を撹乱雰囲気下の高温の燃焼ガス流と接触して熱分解
せしめ、得られたカーボンブラック懸濁熱ガス流を急冷
して反応を停止した後、カーボン=12−
ブラックを捕集することによって製造されている。また
、この特許発明の実施例1では、円筒形状製造炉の内径
が60礪、炉頭部側壁接線方向に備えられた一対の燃料
および空気の導入路(順方向接線空気導入路)内径が5
釧で、同じく炉頭部側壁接線方向において、前記導入路
との中心間距離で15m間隔を置いて設けられた一対の
空気導入路(逆方向接線空気導入路)の内径が5tsで
ある製造装置が用いられている。That is, in the invention of Patent No. 1059132, a nearly cylindrical furnace-type carbon black manufacturing furnace lined with a refractory material is used, and hydrocarbon feedstock oil is continuously injected from the tip of the furnace in the axial direction inside the furnace. At the same time, fuel and air are introduced into the furnace from the tangential direction of the side wall of the furnace head, creating a swirling flow (forward swirling flow) created by high-temperature combustion gas.
, and the swirling flow is caused to swirl (
Further air is introduced to create a turbulent atmosphere consisting of high-temperature combustion gas, so that the injected raw material oil comes into contact with the high-temperature combustion gas flow in the turbulent atmosphere, and is thermally decomposed. The carbon black suspension is produced by quenching the hot gas stream to stop the reaction and then collecting carbon=12-black. In addition, in Example 1 of this patented invention, the inner diameter of the cylindrical manufacturing furnace is 60 cm, and the inner diameter of a pair of fuel and air introduction channels (forward tangential air introduction channels) provided in the tangential direction of the side wall of the furnace head is 5 cm.
A manufacturing device in which the inner diameter of a pair of air introduction passages (reverse direction tangential air introduction passages) provided at a center-to-center distance of 15 m from the introduction passage in the tangential direction of the side wall of the reactor head is 5 ts. is used.
そして、この特許発明では、順方向に導入される燃料お
よび空気、逆方向に導入される空気によって、炉頭部の
燃焼帯は高温の燃焼ガスからなる撹乱雰囲気となり、こ
の雰囲気内に噴射されfc原料油滴は、燃焼帯およびそ
れに連なる反応帯にかけて熱分解およびその後の反応に
よって、ストラフチャーの充分発達したカーボンブラッ
クが生成され、こうして生成されたカーボンブラックは
、二次的な熱変質を受けないように、反応帝後端部に連
結された冷却帯において設置されたクエンチング装置か
らの水圧よって高温の熱ガスと共に1000℃以下、通
常は400〜600℃の温度迄急冷され、反応が停止さ
れる様になっている。また、この特許発明によれば、特
許公報にも記載されているとおシ、製造炉内に噴射する
原料油量(,713/H)に対する総空気供給1(kl
−/H)の増減操作および順方向接線空気量(ky/’
K )と逆方向接線空気量(ky/ H)との比の増減
操作をさまざまに組合わせて設定することによシ、カー
ホンブラックの品質性状を所望値に制御できるという利
点がおるので、本発明にかかるカーボンブラックの製造
に好適である。しかし、後述の実施例において示した如
きBMCI値の高い原料油を上述した製造法に適用する
のが本発明で、特定した物性値を有するカーボンブラッ
クの製造にとって一層好適である。In this patented invention, the combustion zone at the head of the furnace becomes a disturbed atmosphere consisting of high-temperature combustion gas due to the fuel and air introduced in the forward direction and the air introduced in the reverse direction, and the fc is injected into this atmosphere. The raw oil droplets are thermally decomposed in the combustion zone and the reaction zone connected thereto, and the subsequent reaction produces carbon black with sufficiently developed struts, and the carbon black produced in this way is protected from secondary thermal alteration. Then, the reaction is stopped by water pressure from a quenching device installed in a cooling zone connected to the rear end of the reaction chamber, together with high-temperature gas, to a temperature of 1000°C or less, usually 400 to 600°C. It looks like this. In addition, according to this patented invention, as described in the patent publication, the total air supply 1 (kl
-/H) and forward tangential air volume (ky/'
There is an advantage that the quality properties of carphone black can be controlled to a desired value by setting various combinations of increasing/decreasing operations of the ratio of K) and reverse tangential air volume (ky/H). It is suitable for producing carbon black according to the present invention. However, in the present invention, applying a raw material oil having a high BMCI value as shown in the examples below to the above-mentioned production method is more suitable for producing carbon black having specified physical property values.
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.
実施例
本発明にかかるカーボンブラックおよび性能比較用カー
ボンブラックを、上述した特詐第10591324発明
の特許公報記載の実施例1で用いたと同様の装置(但し
、順方向および逆方向接線空気導入路の直径を各2倍の
LOcltとした)を用い、且つ同特許発明製造法に準
じて製造した。Example The carbon black according to the present invention and the carbon black for performance comparison were used in the same apparatus as that used in Example 1 described in the above-mentioned patent publication of the Tokusho No. The diameter was twice as large as LOclt) and was manufactured according to the manufacturing method of the patented invention.
原料油は表−Iに示した性状のものを使用し、製造装置
の稼働条件は表−■に示した通pに設定した。The raw material oil having the properties shown in Table I was used, and the operating conditions of the production equipment were set as shown in Table II.
表−Hに示されている如く、原料油は加熱したものを圧
力をかけて炉先端から炉内軸方向に噴射し、燃料は順方
向接線空気と共に同一導入路から炉頭部内に噴射燃焼し
ながら装入した。As shown in Table H, the feedstock oil is heated and injected under pressure from the furnace tip in the axial direction of the furnace, and the fuel is injected into the furnace head from the same introduction path along with forward tangential air for combustion. I loaded it while doing so.
カーボンブラック含有熱懸濁ガス流は原料噴射位置よシ
50〜6.0m離れた急冷位置で水で急冷した。The carbon black-containing hot suspension gas stream was quenched with water at a quenching position 50 to 6.0 m away from the feedstock injection position.
製造したカーボンブラックの物理化学特性は、15− 表一■にとpまとめて示した。The physicochemical properties of the produced carbon black are 15- They are summarized in Table 1.
表−■の実施例Run A 1〜5のカーボンブラック
は主要件のAl Z AO比および望ましい要件Δ、−
八、へ10〜30範囲内の両要件を満足し、実施例Ru
n A 6のカーボンブラックはA、/A。The carbon blacks of Examples Run A 1 to 5 in Table - ■ have the main requirements Al Z AO ratio and desirable requirements Δ, -
Eighth, both requirements within the range of 10 to 30 are satisfied, and Example Ru
n A 6 carbon black is A, /A.
比を満足するが、望ましい要件A2−A、=10〜30
の範囲をはずれるものでオシ、比較例(7)のカーボン
はAl / AOの主要件を満足しないものである。Satisfies the ratio, but desirable requirements A2-A, = 10 to 30
However, the carbon of Comparative Example (7) does not satisfy the main requirements of Al/AO.
また、対比のために表−■には、旭カーボン(株)製画
品名;旭す60H(ASTM、N−568相当MAF)
ならびに工業用標準カーボンブラック(IRB憲5)を
併記した。In addition, for comparison, Table -■ shows the product name of Asahi Carbon Co., Ltd.; Asahisu 60H (ASTM, N-568 equivalent MAF)
Also listed is industrial standard carbon black (IRB Ken 5).
表−Iに示したカーボンブラックの性能を評価するため
に、表−■に示した配合比をもってゴム組成物t−調製
し、さまざまな試験に供した。In order to evaluate the performance of the carbon black shown in Table I, a rubber composition t- was prepared with the compounding ratio shown in Table II and subjected to various tests.
表−■の其のIは、ゴム100重量部に対し、カーボン
ブラック50重量部一定配合の場合の配合条件を示した
ものであp1其の■は、旭ナ16一
60H力−ボンブラツク50重量部配合物の硬さと同等
となるように供試カーボンブラックの配合量を変化し九
t*の配合条件を示したものである。Part I of Table 1 shows the compounding conditions for a constant blending of 50 parts by weight of carbon black to 100 parts by weight of rubber. The blending conditions for 9t* are shown by varying the blending amount of the sample carbon black so that the hardness is equivalent to that of the other blends.
各ゴム配合物の性能評価は、っぎのゴム特性試験条件に
よp測定評価した。The performance of each rubber compound was evaluated by p measurement under the rubber property test conditions of GI.
ゴム特性試験条件
■配合物の加硫:145℃ 30分
■押出試験:A8TM D2230−17−A法に準
じて測定し、D、8.(%)は下式
%式%
■分散性$ASTM p26aa−a9−n法に準じ
て測定
■その他のゴム特性:JISK6301加硫ゴム物理試
験方法に準じて測
定
各カーボンブラックにおけるゴム特性については、表−
■および表−■にとりまとめて示した。Rubber property test conditions - Vulcanization of compound: 145°C for 30 minutes - Extrusion test: Measured according to A8TM D2230-17-A method, D, 8. (%) is expressed by the following formula % ■ Dispersibility $ Measured according to ASTM p26aa-a9-n method ■ Other rubber properties: Measured according to JIS K6301 vulcanized rubber physical test method Regarding the rubber properties of each carbon black, Table -
The results are summarized in ■ and Table -■.
表−■は表−■の其のIに該当するゴム特性を示したも
のであり、MAF(N−568相当品)に対して、本発
明カーボンブラックが押出特性(D、 S、および押出
速度)および分散性において極めてすぐれていることが
理解される。そして、本発明カーボンブラックにおいて
は、硬さおよび300%引張応力が著しく向上するので
、同−硬さのゴム配合物とするのに低配合可能であるこ
とも理解される。Table -■ shows the rubber properties corresponding to Part I of Table -■, and shows that the carbon black of the present invention has extrusion properties (D, S, and extrusion speed) compared to MAF (N-568 equivalent product). ) and dispersibility. In addition, in the carbon black of the present invention, since the hardness and 300% tensile stress are significantly improved, it is understood that it is possible to use a low compounding amount to obtain a rubber compound with the same hardness.
表−■は表−■の其の■に該当するゴム特性を示したも
のである。Table -■ shows the rubber properties corresponding to (■) in Table -■.
(イ)押出特性: Run A 1〜5はカーボンブラ
ック配合重量部数が低いにもががゎら
ず、D、S、および押出速度の両者
共MAF(N−568相当品)より
もすぐれている。(a) Extrusion properties: Runs A 1 to 5 do not struggle even with a low blended weight of carbon black, and are superior to MAF (N-568 equivalent product) in both D, S, and extrusion speed.
Run 46線、△Aが望ましい要件 を満足しないため、この特性につ いて1若干劣る。Run 46 lines, △A is desirable requirement This characteristic is not satisfied. It is slightly inferior by 1.
Run A 7は主要件を満足しないので、この特性に
ついてRun A 6よpもさらに劣る。Since Run A 7 does not satisfy the main requirement, it is even worse than Run A 6 in this characteristic.
(0)比 重: Run A 1〜6および比較例(
7)ともに、MkFCN−568相当品)よ
りも仁の値が低下し、ゴム配合物
の軽量化に寄与する。(0) Specific gravity: Run A 1 to 6 and comparative example (
7) Both have lower grain values than MkFCN-568 (equivalent to MkFCN-568), contributing to weight reduction of the rubber compound.
(/1引張強さ: Run 41〜ftおよび比較例(
7)ともにこの特性においてすぐれている。(/1 tensile strength: Run 41~ft and comparative example (
7) Both are excellent in this property.
以上総合すゐと、補強効果(引張強さ)を一定レベル以
上に保持しながら、加工性能に蝦も寄与する押出特性お
よび分散性を改善するには、Run A 1 、
2.、4および5の曽理化学特性値以内の範囲の値を満
足しなければならないことが理解される。すなわち、R
un A l &よびム4を見ると、引張強さがMAF
に対して極めて近似して改善効果が低下する恐れがある
ので、N、SAレベル’f40d11以上とすることが
必19−
要とされる。しかし、N25Aレベルが60 m /1
1 (RunA2 、 A5 )に達すると、分散性が
MAFに近接して改善効果がなくなるので、60ゴ/g
が限度と見なせる。Overall, in order to maintain the reinforcing effect (tensile strength) above a certain level and improve the extrusion characteristics and dispersibility, which also contribute to processing performance, Run A 1,
2. , 4 and 5 must be satisfied. That is, R
Looking at un A l & M4, the tensile strength is MAF
Therefore, it is necessary to set the N and SA level to `f40d11 or higher. However, the N25A level is 60 m /1
1 (RunA2, A5), the dispersibility approaches MAF and there is no improvement effect, so 60 go/g
can be considered the limit.
Run A 2を見ると、押出特性がMAFに近接して
、同じ改善効果が低下するので、DBPレベル′J&:
1651Ll/100Ii以上にしなけれはならないこ
とが見知できる。Looking at Run A 2, the extrusion properties are close to MAF and the same improvement effect is reduced, so the DBP level 'J&:
It can be seen that it has to be 1651Ll/100Ii or more.
そして、比較例(7)は上述の物理化学特性を満足して
はいるが、主要件であるA、/Ao比を満足していない
ことから、押出特性がMAFよりも低下している。この
特性について、主要件を満足するが望ましい要件を満た
さないRun A 6は、比較例屋7以上に改善される
が、たかだがMAF程度である。しかし、 Runムロ
は、引張強さがMAFに比較して著しく改善され、さら
に配合物の比重低下(軽量化)には著しく寄与する。Although Comparative Example (7) satisfies the above-mentioned physicochemical properties, it does not satisfy the main requirement of A, /Ao ratio, so its extrusion properties are lower than that of MAF. Regarding this characteristic, Run A 6, which satisfies the main requirements but does not satisfy the desirable requirements, is improved to better than Comparative Example 7, but is only about the same as MAF. However, Run Muro has significantly improved tensile strength compared to MAF, and also significantly contributes to lowering the specific gravity (lightening) of the compound.
AIZAo比の下限値に近いRun A 4を見ると明
らかな如< 、A1 / AQ比065を下回る値と2
0−
すると300%引張応力がかなり低下するので、MAF
を使用した工業用ゴム部材の補強特性を保持することが
できなくなる。As is clear from Run A4, which is close to the lower limit of the AIZAo ratio, the A1/AQ ratio is lower than 065 and 2
0- then 300% tensile stress decreases considerably, so MAF
It is no longer possible to maintain the reinforcing properties of industrial rubber members using this material.
(以下余白) 表 −■ (石炭系カーボンブラックオイル)(Margin below) Table −■ (Coal-based carbon black oil)
Claims (1)
/ t 、ジブチルフタレー)(1)BP)吸収t(
Aolが165〜210m1/100fの特性を有する
カー2ンゾラツクであって、24MI DEP吸収量(
A、lの値と、前記A0の値の比AI/ が0.65
〜0.80の範囲にあるとAO とflf?徴とするハイストラクチャーカーボンブラッ
ク。 2 次式で算出される計算24 M 41) B P値
(A、 ) A2=−0,59+0.229 (N28
A)十0.918(AO) 2.045X10−aX
(A。)” と実測すした24MJDBP値(A、)と
の差(AvAslが10〜30の範囲にある特許請求の
範囲第1項記載のハイストラクチャーカーボンブラック
。[Claims] 1. Is the nitrogen adsorption specific surface area (N28A) 40 to 60n?
/ t, dibutyl phthalate) (1) BP) absorption t(
It is a car 2 resin with an Aol of 165 to 210 m1/100f, and has a 24 MI DEP absorption capacity (
The ratio AI/ of the value of A, l and the value of A0 is 0.65
In the range of ~0.80, AO and flf? Characteristic high structure carbon black. Calculation using quadratic formula 24 M 41) B P value (A, ) A2=-0,59+0.229 (N28
A) 10.918 (AO) 2.045X10-aX
(A.)'' and the actually measured 24MJDBP value (A,) (AvAsl) is in the range of 10 to 30.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10949382A JPS591572A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | High-structure carbon black |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10949382A JPS591572A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | High-structure carbon black |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS591572A true JPS591572A (en) | 1984-01-06 |
JPH0471950B2 JPH0471950B2 (en) | 1992-11-17 |
Family
ID=14511641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10949382A Granted JPS591572A (en) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | High-structure carbon black |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS591572A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5922943A (en) * | 1982-07-30 | 1984-02-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | Rubber composition |
JPS5971367A (en) * | 1982-10-14 | 1984-04-23 | Asahi Carbon Kk | High-structure carbon black |
JP2004099804A (en) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Rubber composition for tire and pneumatic tire using the same |
WO2016080539A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | デンカ株式会社 | Carbon black and rechargeable battery using same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5155794A (en) * | 1974-09-13 | 1976-05-17 | Cabot Corp | |
JPS5285995A (en) * | 1976-01-07 | 1977-07-16 | Continental Carbon Co | Carbon black |
JPS55165579A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-24 | Cities Service Co | Carbon black for battery |
JPS568461A (en) * | 1979-06-27 | 1981-01-28 | Cities Service Co | Production of carbon black |
JPS5794030A (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-11 | Tokai Carbon Co Ltd | Carbon black for tire rubber formulation |
-
1982
- 1982-06-25 JP JP10949382A patent/JPS591572A/en active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5155794A (en) * | 1974-09-13 | 1976-05-17 | Cabot Corp | |
JPS5285995A (en) * | 1976-01-07 | 1977-07-16 | Continental Carbon Co | Carbon black |
JPS55165579A (en) * | 1979-06-11 | 1980-12-24 | Cities Service Co | Carbon black for battery |
JPS568461A (en) * | 1979-06-27 | 1981-01-28 | Cities Service Co | Production of carbon black |
JPS5794030A (en) * | 1980-12-02 | 1982-06-11 | Tokai Carbon Co Ltd | Carbon black for tire rubber formulation |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5922943A (en) * | 1982-07-30 | 1984-02-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | Rubber composition |
JPS5971367A (en) * | 1982-10-14 | 1984-04-23 | Asahi Carbon Kk | High-structure carbon black |
JPH057430B2 (en) * | 1982-10-14 | 1993-01-28 | Asahi Carbon Co Ltd | |
JP2004099804A (en) * | 2002-09-11 | 2004-04-02 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Rubber composition for tire and pneumatic tire using the same |
WO2016080539A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | デンカ株式会社 | Carbon black and rechargeable battery using same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0471950B2 (en) | 1992-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0546008B1 (en) | Improved performance carbon blacks | |
EP0609433B2 (en) | Carbon blacks | |
JPS5986641A (en) | Rubber composition | |
US6391274B1 (en) | Carbon black | |
EP0519988B1 (en) | Improved treadwear/hysteresis carbon blacks | |
DE69111428T2 (en) | RUSS THAT HAS HIGH TREAD WEATHER / HYSTERESIS PERFORMANCE. | |
US6228928B1 (en) | Carbon black and rubber composition containing same | |
US6153684A (en) | Performance carbon blacks | |
JP3782200B2 (en) | Carbon black for tire tread | |
JPH0153978B2 (en) | ||
JPS591572A (en) | High-structure carbon black | |
JP3283953B2 (en) | Rubber composition | |
JP3316249B2 (en) | Rubber composition | |
JP2729975B2 (en) | Rubber composition | |
JPH06212025A (en) | Rubber composition | |
JP2003292822A (en) | Carbon black and rubber composition | |
JP3436574B2 (en) | Thermal type high structure furnace carbon black | |
JPH0689266B2 (en) | Soft carbon black | |
JP2593115B2 (en) | Rubber composition | |
JPH057430B2 (en) | ||
CA2088049C (en) | Carbon black and rubber composition containing same | |
JP5091371B2 (en) | Carbon black for tire tread | |
EP0746593B1 (en) | Carbon blacks | |
JP2002327134A (en) | Carbon black for tire tread rubber | |
JP2649200B2 (en) | Rubber composition |