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KR0172968B1 - 우수한 트레드 마모/히스테리시스 성능을 나타내는 카본 블랙 - Google Patents

우수한 트레드 마모/히스테리시스 성능을 나타내는 카본 블랙 Download PDF

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KR0172968B1
KR0172968B1 KR1019920701868A KR920701868A KR0172968B1 KR 0172968 B1 KR0172968 B1 KR 0172968B1 KR 1019920701868 A KR1019920701868 A KR 1019920701868A KR 920701868 A KR920701868 A KR 920701868A KR 0172968 B1 KR0172968 B1 KR 0172968B1
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KR
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carbon black
present
rubber
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diameter
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KR1019920701868A
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마틴 씨. 그린
Original Assignee
에이치. 제이. 귄넬
캐보트 코포레이션
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Publication date
Application filed by 에이치. 제이. 귄넬, 캐보트 코포레이션 filed Critical 에이치. 제이. 귄넬
Publication of KR930700361A publication Critical patent/KR930700361A/ko
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Abstract

약 90-98㎡/g의 CTAB, 약 92-102㎡/g의 N2SA, 90-98㎡/g의 I2가 약 126-136cc/100g의 DBP, dir 102-110cc/100g의 CDBP 및 약 104-112의 틴트를 갖는 우수한 트레드 마모/히스테리시스의 카본 블랙. 또한, 우수한 트레드 마모/히스테리시스 성능 특성을 나타내는 카본 블랙을 함유하는 고무 조성물도 기재되어 있다.

Description

[발명의 명칭]
우수한 트레드 마모/히스테리시스 성능을 나타내는 카본 블랙
[발명의 상세한 설명]
[발명의 분야]
본 발명은 다양한 용도에 적당하고 특히 고무 조성물에서 사용하기에 꽤 적합한 신규 퍼네이스 카본 블랙 종류에 관한 것이다.
[배경]
일반적으로 카본 블랙은 퍼네이스형 반응기에서 탄화수소 공급원료를 고온연소 가스로 열분해시켜 카본 블랙 미립자를 함유하는 연소 생성물을 얻음으로써 제조된다.
카본 블랙은 안료, 충전제, 보강제로서 및 기타 다양한 용도로 사용될 수 있다. 예를 들면 카본 블랙은 고무 조성물의 합성 및 제조에 있어서 충전제 및 보강안료로서 폭넓게 사용된다. 가장 중요하기로는 카본 블랙은 타이어 제조시 사용하기 위한 고무 가황물의 제조에 있어서 효과적이다.
일반적으로, 타이어 제조에 있어서, 만족할만한 내마모성 및 히스테리시트(hysteresis) 성능을 갖는 타이어를 생성하는 카본 블랙을 사용하는 것은 바람직하다. 타이어의 트레드 마모(treadwear) 특성은 내마모성에 관한 것이다. 타이어의 내마모성이 크면 클수록 타이어는 마모되기 전까지 보다 장거리(보다 큰 마일 mile)(수)를 주행할 것이다. 고무 화합물의 히스테리시트는 고무 화합물을 변형시키는데 가해진 에너지와 변형된 고무 화합물이 최초의 비변형된 상태로 복귀될 때 방출되는 에너지의 차이를 의미한다. 보다 낮은 히스테리시트 값을 갖는 타이어는 롤링 저항이 감소되며 따라서 그 타이어를 사용하는 차량의 연료 소비를 감소시킬 수 있다. 따라서, 타이어에 보다 큰 내마모성 및 보다 낮은 히스테리시트를 부여할 수 있는 카본 블랙을 제조하는 것은 특히 바람직하다. 따라서, 본 발명의 한 가지 목적은 천연 고무, 합성 고무 및 천연 고무와 합성 고무의 혼합물에 카본 블랙을 혼입시킬 경우 개선된 트레드 마모 특성 및 히스테리시트 성능 특성을 제공하는 신규 카본 블랙을 제조하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 승용차 타이어로서 사용하기에 유리한, 상기 신규 카본 블랙을 혼입시킨 신규 고무 조성물이다.
본 발명의 기타 목적은 이하 상세한 설명 및 특허 청구의 범위로부터 명백해지게 될 것이다.
[발명의 개요]
본 발명의 발명자는 약 90-98㎡/g의 CTAB, 약 92-102㎡/g의 질소 표면적(N2SA), 90-98㎡/g의 요오드 흡착가(adsorption number)(I2가), 약 126-136cc(㎤/100g의 DBP(디부틸 프탈레이트가), 약 102-110 cc/100g의 CDBP(분쇄된 디부틸 프탈레이트가) 및 약 104-112의 틴트(Tint)를 갖는 신규 카본 블랙을 발견하였다. 바람직하기로는, CTAB가 약 93-95㎡/g이고, N2SA는 약 96-98㎡/g이고, I2가는 약 93-97㎡/g이고, DBP는 약 128-133cc/100g이고, CDBP는 약 104-107cc/100g이고, 틴트는 약 107-109이다. 더욱 바람직하기로는, 카본 블랙은 추가로 약 106-118의 Dst(스토크 직경), 약 104-112의 Dmode 및 약 70-90의 △D50을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 발명자들은 상기 카본 블랙을 함유하는 신규 고무 조성물 종류를 발견하였다.
본 발명의 카본 블랙은 제1(연소) 대역, 전이 대역, 및 전이 대역에 가장 근접한 반응 대역 부분의 직경이 전이 대역보다 하류에 위치된 반응 대역 부분의 직경보다 작은 계단형 반응 대역을 갖는 퍼네이스 카본 블랙 반응기에서 제조될 수 있다. 카본 블랙 생성 공급원료는 당 업계에 공지된 임의의 방법으로 고온 연소 기류 중으로 주입된다. 고온 연소 가스 및 공급원료의 생성된 혼합물은 반응 대역내로 들어간다. 카본 블랙 생성 공급원료의 열분해는 본 발명의 카본 블랙이 형성되었을 때 혼합물을 급냉시킴으로써 정지된다. 바람직하기로는 열분해는 급냉기로 급냉액을 주입시켜 정지시킨다. 본 발명의 신규 카본 블랙의 제조 방법은 이후의 본원에서 더욱 상세히 기재될 것이다.
본 발명의 신규 카본 블랙이 보강제로서 효과적인 고무로는 천연 고무 및 합성 고무가 포함된다. 일반적으로, 고무에 유의한 보강도를 제공하기 위해서는 고무 100 중량부 당 약 10 내지 약 250 중량부의 카본 블랙 생성물 양을 사용할 수 있다. 그러나, 고무 100 중량부 당 카본 블랙 약 20 내지 약 100 중량부의 변화량을 사용하는 것은 바람직하며, 고무 100 중량부 당 카본 블랙 약 40 내지 약 80 중량부의 사용은 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 사용하기에 적당한 고무 중에는 천연 고무 및 염소화된 고무와 같은 천연 고무 유도체; 스티렌 약 10 내지 약 70 중량%와 부타디엔 약 90 내지 약 30 중량%의 공중합체, 예를 들면 스티렌 19 중량부와 부타디엔 81 중량부의 공중합체, 스티렌 30 중량부와 부타딘엔 70 중량부의 공중합체, 스티렌 43 중량부와 부타디엔 57 중량부의 공중합체 및 스티렌 50 중량부와 부타디엔 50 중량부의 공중합체; 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리클로로프렌 등과 같은 공액 디엔의 중합체 및 공중합체, 상기 공액 디엔과 공중합될 수 있는 에틸렌기 함유 단량체, 예를 들면, 스티렌, 메틸 스티렌, 클로로스티렌, 아크릴로니트릴, 2-비닐피리딘, 5-메틸-2-비닐피리딘, 5-에틸-2-비닐피리딘, 2-메틸-5-비닐피리딘, 알킬 치환 아크릴레이트, 비닐 케톤, 메틸 이소프로페닐 케톤, 메틸 비닐 에테르, 알파메틸렌 카르복실산 및 그의 에스테르, 및 아크릴산 및 디알킬아크릴산 아미드와 같은 그의 아미드와 상기 공액 디엔의 공중합체가 있고, 또한 본 발명에 사용하기에 적당한 고무 중에는 에틸렌과, 프로필렌, 부텐-1 및 펜텐-1과 같은 기타 고급 알파 올레핀의 공중합체가 있고, 특히 에틸렌 함량이 20 내지 90중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 디시클로펜타디엔, 1,4-헥사디엔 및 메틸렌 노르보르넨과 같은 제3의 단량체를 추가로 함유하는 에틸렌-프로필렌 중합체는 바람직하다.
본 발명의 고무 조성물의 잇점은 이 고무 조성물이 개선된 트레드 마모 및 연료 절감 특성을 갖는 승용차 타이어로서 사용하기에 특히 꽤 적합하다는 것이다.
본 발명의 기타 잇점은 이하 발명의 더욱 상세한 설명으로부터 명백해지게 될 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명의 카본 블랙을 제조하기 위해 사용될 수 있는 퍼네이스 카본 블랙 반응기의 한 유형의 부분 단면도이다.
제2도는 본 발명의 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물 경우 및 참고 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물 경우의 재결합율(%) 대 13% 슬립에서의 실험실 마모지수의 그래프이다.
제3도는 본 발명의 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물 경우 및 참고 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물 경우의 재결합율(%) 대 21% 슬립에서의 실험실 마모지수의 그래프이다.
제4도는 카본 블랙 응집체 시료의 스토크 직경 대 이 시료의 상대적 진동수의 시료 히스토그램이다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명의 카본 블랙은 약 90-98㎡/g의 CTAB, 약 92-102㎡/g의 N2SA, 90-98㎡/g의 I2가, 약 126-136cc(㎤/100g의 DBP, 약 102-110 cc/100g의 CDBP 및 약 104-112의 틴트를 가짐을 특징으로 한다. 바람직하기로는, CTAB는 약 93-95㎡/g이고, N2SA는 약 96-98㎡/g이고, I2가는 약 93-97㎡/g이고, DBP는 약 128-133cc/100g이고, CDBP는 약 104-107cc/100g이고, 틴트는 약 107-109이다. 더욱 바람직하기로는, 카본 블랙은 추가로 약 106-118의 Dst, 약 104-112의 Dmode 및 약 70-90의 △D50을 특징으로 한다.
본 발명의 카본 블랙은 모듀울{(module), 계단식(staged)이라고도 함} 퍼네이스 카본 블랙 반응기에서 제조될 수 있다. 제1도에서는 본 발명의 카본 블랙의 제조에 사용될 수 있는 전형적인 모듀울 퍼네이스 카본 블랙 반응기의 단면을 도시하고 있다.
제1도를 참고로 하면 본 발명의 카본 블랙은 수렴 직경 대역(11)을 갖는 연소 대역(10), 전인 대역(12) 및 제한된 직경 대역(16)을 갖는 반응 대역(18)을 갖는 퍼네이스 카본 블랙 반응기(2)에서 제조될 수 있다. 수렴 직경 대역(11)이 시작되는 지점까지의 연소 대역(10)의 직경을 D-1로 나타냈고, 전이 대역(12)의 직경을 D-2로, 제한된 직경 대역(16)의 직경을 D-3으로, 및 반응 대역(18)의 직경을 D-4로 나타낸다. 수렴 직경 대역(11)이 시작되는 지점까지의 연소 대역(10)의 길이를 L-1로, 수렴 직경 대역의 길이를 L-2로, 전이 대역의 길이를 L-3으로 및 제한된 직경 대역(16)의 길이를 L-4로 나타낸다.
본 발명의 카본 블랙을 제조하기 위해 연소 대역(10)에서 액체 또는 가스 연료를 적당한 산화제 스트림, 예를 들면 공기, 산소 및 이들의 혼합물 등과 접촉시켜 고온 연소 가스를 생성한다. 고온 연소 가스를 생성하기 위해 연소 대역(10)에서 산화제 스트림과 접촉시키는데 사용하기에 적당한 연료로는 용이하게 연소될 수 있는 임의의 가스, 증기 또는 액체 스트림, 예를 들면 천연 가스, 수소, 일산화탄소, 메탄, 에세틸렌, 알코올 또는 케로센이 포함된다. 그러나, 고함량의 탄소 함유 성분, 특히 탄화수소를 갖는 연료를 사용하는 것은 일반적으로 바람직하다. 본 발명의 카본 블랙 제조를 위해 사용되는 공기 대 천연 가스의 비는 약 10:1 내지 약 20:1일 수 있다. 고온 연소 가스의 생성을 촉진시키기 위해서는 산화제 스트림을 예열시킬 수 있다.
고온 연소 기류는 대역(10) 및 (11)로부터 대역(12),(16) 및 이어서 (18)로 흐른다. 고온 연소 가스의 흐름 방향은 도면에서 화살표로 나타나 있다. 카본 블랙 생성 공급원료(30)는 지점 (32){대역(12)내에 위치함}에서 도입된다. 동시에 카본 블랙 생성 공급원료(30)는 프로브(14)를 통해 상류 지점(34)에서 도입된다. 수렴 직경 대역(11)의 단부로부터 지점 (32)까지의 거리는 F-1로 나타내고 지점 (32)부터 상류 지점(34)까지의 거리는 F-2로 나타낸다. 본 발명의 카본 블랙의 제조를 위해 공급원료를 약 40 내지 약 85 중량%의 양으로 지점 (32)에서 주입시킬 수 있고, 총량의 나머지인 약 15 내지 약 60 중량%의 양을 지점 (34)에서 주입시킬 수 있다. 바람직하기로는 공급원료 총량의 약 50 내지 약 65 중량%를 지점 (32)에서 도입시키고, 공급원료 총량의 나머지인 약 35 내지 약 50 중량%를 지점 (34)에서 도입시킨다. 본 발명의 실시예에서는 카본 블랙 생성 공급원료(30)를 고온 연소 가스의 고속 혼합 및 전단을 보장하고, 카본 블랙 생성 공급원료를 신속 및 완전하게 분해시키고, 공급원료를 본 발명의 신규 카본 블랙으로 전환시키기 위해 고온 연소 기류의 내부영역으로 침투시키는 다수의 분사 형태로 주입시켰다.
카본 블랙 생성 공급원료 및 고온 연소 가스의 혼합물은 대역 (12)의 하류를 통과해서 대역 (16) 및 (18)로 흐른다. 급냉 유체(50)(실시예 1에서는 물임)를 주입시키는, 지점 (42)에 위치된 급냉기(40)는 본 발명의 신규 카본 블랙이 형성될 때 카본 블랙 생성 공급원료의 열분해를 정지시키기 위해 사용된다. 지점 (42)는 열분해를 정지시키는 급냉기의 위치를 선택하기 위해 당 업계에 공지된 임의의 방법으로 결정할 수 있다. 열분해 정지용 급냉기의 위치를 결정하는 한 가지 방법은 본 발명의 신규 카본 블랙에 허용가능한 톨루엔 추출 수준이 달성되는 지점을 결정하는 것이다. 톨루엔 추출 수준은 ASTM 시험 D 1618-83 Carbon Black Extractables-Toluene Discolora tion의 방법을 이용하여 측정될 수 있다. Q는 대역 (16)의 시작 지점으로부터 급냉 지점(42)까지의 거리이며 급냉 지점에 따라 변화할 것이다.
고온 연소 가스 및 카본 블랙 생성 공급원료의 혼합물이 급냉된 후, 냉각된 가스는 하류를 지나서 임의의 통상적인 냉각 및 분리 수단으로 들어감으로써 카본 블랙은 회수된다. 기류로부터의 카본 블랙의 분리는 침전기, 사이클론 분리기 또는 백(bag) 필터와 같은 통상적인 수단에 의해 용이하게 달성된다. 이러한 분리는 예를 들면 습식 조립기를 사용하여 조립시킴으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 카본 블랙의 분석적 특성 및 본 발명의 카본 블랙이 혼입된 고무 조성물의 물성을 측정 및 평가하는데 이하 시험 방법을 이용한다.
ASTM 시험법 D 3765-85에 따라 카본 블랙의 CTAB를 측정하였다. 카본 블랙의 요오드 흡수가(I2가)는 ASTM 시험법 D 3265-85에 따라서 측정하였다. 카본 블랙의 착색력(Tint)은 ASTM 시험법 D 3265-85a에 따라 측정하였다. 카본 블랙 펠릿의 DBP(디부틸 프탈레이트)는 ASTM D 2414에 기재된 방법에 의해 측정되었다. 카본 블랙 펠릿의 CDBP(분쇄된 디부틸 프탈레이트)는 ASTM D 3493-86에 기재된 방법에 따라 측정되었다.
카본 블랙의 Dst, Dmode 및 △D50은 다음 방법에 의해 측정되었다. 카본 블랙 응집체 시료의 스토크 직경 대 이 시료의 상대적 진동수로 히스토그램을 작성한다. 제4도에 도시한 바와 같이 Y축에 평행한 방향의 히스토그램의 피크 (A)로부터 시작하여 히스토그램의 X축의 점 (C)에서 끝나는 선 (B)를 그린다. 생성된 선 (B)의 중간점 (F)을 결정하고 이 중간점을 지나고 X축에 평행한 선 (G)를 그린다. 선 (G)는 2개의 점 (D) 및 (E)에서 히스토그램의 분포 곡선을 가로지른다. 점 (D) 및 (E)의 2가지 카본 블랙 입자의 스토크 직경 차이의 절대값은 △D50 값이다.
히스토그램을 작성하는데 이용된 데이타는 디스크 원심분리기, 예를 들면 영국 타인 앤드 웨어(Tyne and Wear) 소재의 조이스 레블 캄파니 리미티드(Joyce Loebl Co. Ltd.)의 제품을 사용하여 측정한다. 하기 방법은 1985년 2월 1일자로 간행된 조이스 레블 디스크 원심분리기의 파일 참고 번호 DCF 4.008의 취급 설명서에 기재된 방법(본 명세서에서 참고로 인용되며, 데이타 측정에 사용되었음)의 변형이다.
이 방법은 다음과 같다. 카본 블랙 시료 10mg을 무게 측정 용기로 측량한 다음, 0.05% NONIDET P-40 계면활성제(NONIDET P-40은 쉘 케미칼 캄파니(Shell Chemical Co.)에 의해 제조 및 시판된 계면활성제의 등록 상표임)를 사용하여 제조된 10% 무수 에탄올 및 90% 증류수의 용액 50cc에 첨가한다. 생성된 현탁액은 미합중국 뉴욕주 파밍데일 소재의 히트 시스템스 울트라소닉스 인코포레이티드(Heat Syste ms Ultrasonics Inc.)에 의해 제조 및 시판된 Sonifier Model No. W 385를 사용하여 15분 동안 초음파 에너지에 의해 분산시킨다.
디스크 원심분리기 작동 전에 디스크 원심 분리기로부터의 데이타를 기록하는 컴퓨터에 다음 데이타를 입력시킨다:
1. 카본 블랙의 비중을 1.86g/cc로 하고;
2. 물 및 에탄올의 용액 중에 분산된 카본 블랙 용액의 용적을 이 경우에는 0.5cc로 하고;
3. 스핀 유체의 용적을 이 경우에는 물 10cc로 하고;
4. 스핀 유체의 점도를 이 경우에는 23℃에서 0.933 센티포이즈로 하고;
5. 스핀 유체의 밀도를 이 경우에는 23℃에서 0.9975g/cc로 하고;
6. 디스크 속도를 이 경우에는 8,000 rpm으로 하고;
7. 데이타 시료 채취 간격을 이 경우에는 1초로 한다.
디스크 원심분리기는 스트로보스코우프를 조작하면서 8,000 rpm에서 작동한다. 증류수 10cc를 스핀유체로서 회전 디스크 중에 주입시킨다. 혼탁도를 0으로 정하고, 10% 무수 에탄올 및 90% 증류수의 용액 1cc를 완충액으로서 주입한다. 이어서, 디스크 원심분리기의 커트(cut) 및 부스트(boost) 버튼을 작동하여 스핀유체와 완충액 사이의 평탄한 농도 구배를 생성하고, 이 구배를 시각적으로 모니터링한다. 두 유체 사이에 두드러진 경계가 없도록 구배가 평탄해질 때, 에탄올 수용액중에 분산된 카본 블랙 0.5cc를 회전 디스크 중에 주입시키고 즉시 데이타 수집을 시작한다. 유출이 발생할 경우 작동을 중지시킨다. 디스크를 20분 동안 회전시킨 다음 에탄올 수용액 중에 분산된 카본 블랙을 주입시킨다. 20분간 회전시킨 다음 디스클 정지시키고, 스핀유체의 온도를 측정하고 작동 개시점에서 측정된 스핀유체의 온도와 작동 종결점에서 측정된 스핀유체의 온도의 평균값을 디스크 원심분리기로부터의 데이타를 기록하는 컴퓨터에 입력시킨다. 데이타는 표준 스토크 등식에 따라 분석하며 다음의 정의를 이용하여 나타낸다.
카본 블랙 응집체 - 최소 분산 단위고, 광범위하게 합체된 입자로 구성된 별개의 경질 콜로이드성 물질.
스토크 직경 - 원심분리 또는 중력장에서 점성 매질 중에 침전된 구형 입자의 스토크 등식에 따른 직경. 또한, 카본 블랙 응집체와 같은 비구형 물체도 이 물체와 동일한 밀도 및 침전 속도를 가진 평활한 경질 구로서 거동하는 것으로 간주될 경우 스토크 직경으로 나타낼 수 있다. 통상적인 단위는 나노미터 직경으로 나타낸다.
Mode(Dmode로 기재) - 스토크 직경의 분포 곡선의 피크점(본원의 제2도의 점 A)에서의 스토크 직경.
중간 스토크 직경(Dst로 기재) - 스토크 직경의 분포 곡선 상에서 시료의 50 중량%보다 크거나 그보다 작은 점. 따라서, 이 직경은 중간 측정치를 나타낸다.
고무 조성물의 마모 데이타는 램버른(Lambourn)형 기계를 기재로 하는 연마기를 사용하여 측정하였다. 마모율(㎤/cm 이동거리)은 7%, 13% 및 21% 슬립에서 측정하였다. 이 슬립은 슬립의 각도보다는 평면의 상대적 속도를 근거로 한다. 이하 실시예에서 마모 지수는 미합중국 매사추세츠주 월트햄 소재의 캐보트 코포레이션(Cabot Corporation)의 상품인 VULCAN 6 카본 블랙을 함유하는 대조용 조성물의 마모율을 동일한 슬립에서 본 발명의 특정 카본 블랙을 사용하여 제조된 조성물의 마모율로 나눈 비이다.
고무 조성물의 모듀울, 인장강도 및 연신율은 ASTM D 412에 기재된 방법을 사용하여 측정하였다.
재결합 데이타는 미합중국 06088 코넥티커트주 이스트 윈저 포스트 오피스 박스 997 소재의 즈윅 오브 아메리카 인코포레이티드(Zwick of America, Inc.)에 의해 제조된 ZWICK 재결합 레질리언스 시험기(Rebound Resilience Tester, Model 5109)를 사용하여 모든 고무 시료에 대해 측정하였다. 재결합값의 측정은 기구의 사용을 수반한다.
본 발명의 효과 및 잇점은 이하 실시예에 의해 추가로 설명된다.
[실시예 1]
본 발명의 신규 카본 블랙의 한 예를 본원에서 통상적으로 기술하고 표 1에 기재한 반응기의 조건 및 구조를 이용하는 제1도에 도시한 바와 같은 반응기에서 제조하였다. 연소 반응에 사용된 연료는 천연 가스이었다. 사용된 액체 공급 원료는 아래에 기재된 특성을 가졌다:
반응 조건 및 구조를 하기 표 1에 기재한다.
이어서, 실시예 1에서 제조된 카본 블랙을 본 명세서에 기재된 방법에 따라 분석하였다. 습식 조립 및 건조시킨 후 생성된 카본 블랙 및 3가지 대조용 카본 블랙의 분석적 특성은 다음과 같았다:
VULCAN 6 카본 블랙, VULCAN M 카본 블랙 및 VULCAN K 카본 블랙은 미국 매사추세츠주 월트햄 소재의 캐보트 코포레이션에 의해 제조 및 시판된 카본 블랙의 상표이다.
[실시예 2]
이 실시예는 VULCAN 6 카본 블랙, VULCAN M 카본 블랙 및 VULCAN K 카본 블랙을 사용하여 제조된 고무 조성물과 비교한 고무 조성물에서의 본 발명의 신규 카본 블랙의 용도로 설명하고 있다. 고무 조성물 A는 실시예 1에서 생성된 본 발명의 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 B는 VULCAN 6 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 C는 VULCAN M 카본 블랙으로 제조하였다. 고무 조성물 D는 VULCAN K 카본 블랙으로 제조하였다. 아래 표 3에 기재된 고무 제형 방법에 따라 각각의 카본 블랙 시료를 혼입하여 고무 조성물 A, B, C 및 D를 제조하였다.
이어서, 본원에서 기재한 ASTM법에 따라 상기 고무 조성물의 정적 특성을 평가하였다. 결과는 다음과 같았다:
상기 결과는 본 발명의 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물 A의 정적 특성이 대조용 카본 블랙으로 제조된 고무 조성물 B, C 및 D의 정적 특성과 동등함을 나타낸다.
또한, 각 고무 조성물의 실험실 마모 지수 및 재결합율(%)을 본원에서 기재한 바와 같이 평가하였다. 결과는 다음과 같았다:
상기 실험실 마모 지수 데이타는 본 발명의 카본 블랙을 함유하는 고무 조성물 A가 21% 슬립값에서 대조용 카본 블랙을 혼입한 고무 조성물 B, C 및 D보다 큰 내마모성을 나타냄을 보여준다. 13% 및 21% 슬립값에서 본 발명의 카본 블랙을 함유하는 고무 조성물의 우수한 마모성/히스테리시스 성능 특성을 제2도 및 3도에 그래프로 도시한다.
본원에서 기재한 본 발명의 형태가 단지 예시하는 것에 불과하며 결코 본 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아님을 분명히 이해해야 한다.

Claims (3)

  1. 90-98㎡/g의 CTAB, 약 92-102㎡/g의 N2SA, 90-98㎡/g의 I2가, 126-136cc/100g의 DBP, 102-110 cc/100g의 CDBP, 104-112의 틴트, 106-118nm의 Dst, 104-112nm의 Dmode 및 70-90nm의 △D50을 갖는 카본 블랙.
  2. 제1항에 있어서, CTAB가 93-95㎡/g이고, N2SA가 96-98㎡/g이고, I2가가 93-97㎡/g이고, DBP가 128-133cc/100g이고, CDBP가 104-107cc/100g이고, 틴트가 107-109인 카본 블랙.
  3. 제2항에 있어서, CTAB가 94㎡/g이고, N2SA가 97㎡/g이고, I2가가 94㎡/g이고, DBP가 131cc/100g이고, CDBP가 106cc/100g이고, 틴트가 108이고, Dst가 112nm이고, Dmode가 108nm이고 △D50이 80nm인 카본 블랙.
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2903097B2 (ja) * 1990-07-25 1999-06-07 昭和キャボット株式会社 カーボンブラック及びそれを含有するゴム組成物
US6228928B1 (en) 1990-07-25 2001-05-08 Cabot Corporation Carbon black and rubber composition containing same
AU8441791A (en) * 1990-08-29 1992-03-30 Cabot Corporation Improved performance carbon blacks
US6153684A (en) * 1990-08-29 2000-11-28 Cabot Corporation Performance carbon blacks
JP3095266B2 (ja) * 1991-09-13 2000-10-03 株式会社ブリヂストン ゴム組成物
DE4308488A1 (de) * 1993-03-17 1994-09-22 Mmm Sa Ruß-/Kautschukzusammensetzung
DE4437646C2 (de) * 1994-10-21 1999-01-14 Uniroyal Englebert Gmbh Reifen umfassend seitliche Kissenstreifen
IT1283581B1 (it) * 1996-04-10 1998-04-22 Pirelli Mescola di gomma vulcanizzabile, in particolare per fasce battistrada a bassa resistenza di rotolamento per pneumatici di veicoli
WO2000034370A1 (en) * 1998-12-08 2000-06-15 Cabot Corporation Elastomeric compositions having improved appearance
CN1191308C (zh) 1999-12-02 2005-03-02 卡伯特公司 可用于电线和电缆油的炭黑
CN101688071B (zh) * 2007-04-24 2014-02-12 卡伯特公司 低结构炭黑及其制造方法
JP6034545B2 (ja) * 2009-10-19 2016-11-30 旭カーボン株式会社 タイヤトレッド用カーボンブラック
MY162560A (en) * 2010-02-19 2017-06-30 Cabot Corp Method for carbon black production using preheated feedstock and apparatus for same
DE102010002244A1 (de) 2010-02-23 2011-08-25 Evonik Carbon Black GmbH, 63457 Ruß, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US20140011940A1 (en) 2011-03-28 2014-01-09 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire
JP5935239B2 (ja) * 2011-05-25 2016-06-15 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP5935242B2 (ja) * 2011-05-31 2016-06-15 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP5935243B2 (ja) * 2011-05-31 2016-06-15 横浜ゴム株式会社 ランフラットタイヤ用ゴム組成物
JP5935240B2 (ja) * 2011-05-31 2016-06-15 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP5935241B2 (ja) * 2011-05-31 2016-06-15 横浜ゴム株式会社 スチールコード被覆用ゴム組成物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4250145A (en) * 1978-06-08 1981-02-10 Sid Richardson Carbon & Gasoline Co. Carbon black reactor with improved burner
US4220624A (en) * 1978-11-03 1980-09-02 Phillips Petroleum Company Carbon black reactor with interchangeable refractory ceramic protective liner elements
JPS59140241A (ja) * 1983-01-31 1984-08-11 Tokai Carbon Co Ltd ゴム組成物
JPS6026044A (ja) * 1983-07-22 1985-02-08 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤトレッドゴム組成物
US4503027A (en) * 1983-07-29 1985-03-05 Phillips Petroleum Company Method of producing carbon black
DE3443872A1 (de) * 1983-12-23 1985-07-04 Cabot Corp., Boston, Mass. Verfahren zur herstellung von furnace-russ
US4582695A (en) * 1984-09-19 1986-04-15 Phillips Petroleum Company Process for producing carbon black
DE3609847A1 (de) * 1986-03-22 1987-09-24 Gasrusswerke Gmbh & Co Kg Deut Reaktor und verfahren zur herstellung von furnaceruss
JPH0637580B2 (ja) * 1987-03-16 1994-05-18 東海カ−ボン株式会社 ゴム配合用カ−ボンブラツク

Also Published As

Publication number Publication date
AU642216B2 (en) 1993-10-14
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EP0513189A4 (en) 1993-05-12
EP0513189A1 (en) 1992-11-19
ES2074706T3 (es) 1995-09-16
WO1991012202A1 (en) 1991-08-22
DE69111428T2 (de) 1996-04-04
DE69111428D1 (de) 1995-08-24

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