ゴムに使用するための特殊な沈降珪酸
本発明は、極度に僅かな微孔性および高いゴム活性を有する沈降珪酸、その製造法およびゴム混合物のための充填剤としての該沈降珪酸の使用に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極度に僅かな微孔性および高いゴム活性を有する沈降珪酸、その製造法およびゴム混合物のための充填剤としての該沈降珪酸の使用に関する。
【０００２】
エラストマー混合物中、例えばタイヤトレッド混合物中での沈降珪酸の使用は、久しく公知である（欧州特許第０５０１２２７号明細書）。珪酸を強化充填剤としてゴム混合物中に使用するため、例えばなかんずく空気で充填されたタイヤおよび工業用ゴム製品の製造に使用するためには、高度な要件が課されている。この珪酸は、簡単で良好にゴム中に混入可能であり、かつ分散可能であり、カップリング試薬、有利に二官能価有機珪素化合物と関連してゴムとの化学結合を生じなければならず、この場合この化学結合は、ゴム混合物の達成しようと努力される高度な強化を導かなければならない。この強化特性の根拠として殊に高度な静的張力値および低い摩耗値を挙げることができる。珪酸の強化特性には、殊に粒径、表面形態、表面活性ならびにカップリング試薬の結合能が決定的に重要である。
【０００３】
ゴムの使用においては、通常、１０〜５０ｎｍの一次粒径を有する沈降珪酸が使用される。一次粒径は、例えば透過電子分光分析（ＴＥＭ）の画像評価により測定されることができる（R.H. Lange, J. Bloedorn: "Das Elktronenmikroskop, TEM + REM" Thieme Verlag, Stuttgart, New York (1981)）。小さな窒素分子Ｎ２の吸着によって測定された表面積、以下、ＢＥＴ表面積と呼称される、（S. Brunauer, P.H. Emmett, E. Teller, "Adsorption of Gases in Multimolecular Layers", J. Am. Chem. Soc. 60, 309 (1938) 参照）は、典型的には５０〜２００ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１８０ｍ２／ｇの範囲内にある。ゴムについての通常の表面積は、よりいっそう大きなＮ−セチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムブロミド分子の吸着により測定される表面積、以下、ＣＴＡＢ表面積と呼称される、である（Janzen, Kraus, Rubber Chem. Technol. 44, 1287 (1971)参照）。測定の正確な実施のために、さらに明細書の記載に沿って詳細な記載がなされる。ＢＥＴ表面積とＣＴＡＢ表面積との差は、以下、微孔性と呼称されることができ、珪酸表面積と表現され、この場合この珪酸表面積は、ゴムにとっては受け入れることができず、したがって強化作用を有することができない。通常、市販の活性珪酸のＢＥＴ／ＣＴＡＢ比は、１．０５を上廻り、このことは、微孔性の相応する高い程度を示す。
【０００４】
その上、当業者には、低分子量の化合物、例えば二官能価有機珪素化合物および加硫促進剤が微孔性珪酸の細孔中で物理吸着および化学吸着することができ、それによって機能に関連してゴム付着助剤または加硫促進剤としてゴム架橋のためにもはや影響を及ぼし得ないということは公知である。
【０００５】
更に、当業者には、カップリング試薬、通常二官能価有機珪素化合物がS. Wolff, "Chemical Aspects of Rubber Reinforcement by Fillers", Rubber Chem. Technol. 69, 325 (1996)から公知であり、この二官能価有機珪素化合物は、ゴムの作用を有する表面をできるだけ均一に定量的に変性する。変性は、物質中または溶剤／懸濁液中の珪酸の予めの被覆（エクスシチュー法（ex-situ））によって（U. Goerl, R. Panenka, "Silanisierte Kieselsaeuren - Eine neue Produktklasse fuer zeitgemaesse Mischungsentwicklung", Kautsch. Gummi Kunstst. 46, 538 (1993)）ならびに混合処理中（インシトゥ（in-situ））に（the ACS Meeting, April 4-6, 2000, Dallas, Texas/USAで発表されたH.-D. Luginsland, "Processing of Silica/Silane-Filled Tread Compounds", paper No. 34 ）行なうことができ、この場合インシトゥ（in-situ）での変性は、優先的に、また、通常使用される方法である。従って、ゴムの作用を有する表面の迅速で定量的なシラン化を保証するために、有機珪素化合物の結合を行なうことができる反応性シラノール基で意図的に表面の濃度を増加させることが必要である。珪酸の内部凝集構造は、通常、ＤＢＰ測定により測定される（J. Behr, G. Schramm, "Ueber die Bestimmung der Oelzahl von Kautschukfuellstoffen mit dem Brabender-Plastographen", Gummi Asbest Kunstst. 19, 912 (1966)）。高いＤＢＰ数は、ゴム中での充填剤の最適な分散液を保証するために必要とされる。４％を上廻る湿分は、有機珪素化合物で珪酸表面の迅速で完全なシラン化を保証するために必要とされる（U. Goerl, A. Hunsche, A. Mueller, H.G. Koban, "Investigation into the Silica/Silane Reaction System", Rubber Chem. Technol. 70, 608 (1997)）。
【０００６】
特開平１４−１７９８４４号公報の記載から、珪酸のＢＥＴ表面積とＣＴＡＢ表面積との差が１５ｍ２／ｇ未満であるような、珪酸とのゴム混合物は、公知である。二官能価有機珪素化合物と比較して高い活性のために必要とされる、シラノール基の数の基準としての高いシアーズ数Ｖ２およびゴム中での極めて良好な分散のために必要とされる高いＤＢＰ数は、記載されていない。しかし、２つの数値は、僅かな微孔性と共にゴム混合物の高度な強化基準、ひいては良好なタイヤの磨耗率にとって重要である。
【０００７】
珪酸の製造に関連して、当業者には、種々の方法が公知である。即ち、一定のｐＨ値での沈殿は、欧州特許第０９３７７５５号明細書中に記載されている。一定の陽イオン過剰量の場合に沈殿された珪酸は、ドイツ連邦共和国特許第１０１２４２９８号明細書中に開示されている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１１２４４１号明細書Ａ１、欧州特許出願公開第０７５５８９９号明細書Ａ２および米国特許第４００１３７９号明細書中には、一定のアルカリ数（ＡＺ数）での沈殿が記載された。
【０００８】
ゴムに使用するための珪酸は、一般に沈殿を６０〜９５℃の温度および７〜１０の一定のｐＨ値で行なうような方法により製造される。例えば、欧州特許出願公開第０９０１９８６号明細書Ａ１参照。
【０００９】
本発明の目的は、エラストマー混合物中に混入することができ、このエラストマー混合物の性質を改善する、新規で簡単に分散可能な沈降珪酸を提供することである。更に、相応する珪酸の製造法も提供されるはずである。
【００１０】
従って、本発明の対象は、
ＣＴＡＢ表面積
１００〜２００ｍ２／ｇ、および有利な範囲１００〜１６０ｍ２／ｇ、１００〜１３０ｍ２／ｇおよび１１０〜１２５ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比
０．８〜１．０５、有利な範囲０．９０〜１．０３、０．９３〜１．０３および特に有利に０．９６〜１．０３、
ＤＢＰ数
２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、有利な範囲２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２
１０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、および有利な範囲２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）および２１〜２８（ｍｌ／５ｇ）、
湿分
４〜８％を有することによって特徴付けられた、簡単に分散可能な沈降珪酸である。
【００１１】
更に、本発明による沈降珪酸は、次の物理的化学的パラメーター：
ＢＥＴ表面積
８０〜２１０ｍ２／ｇ、この場合沈降珪酸は、第１の実施態様で８０〜１１０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および第２の実施態様で１１０〜１５０ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１２９ｍ２／ｇを有し、
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比
０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）、および有利な範囲０．１５０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１７０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１８０〜０．３００ｍｌ／（５ｍ２）、特に有利に０．１９０〜０．２８０ｍｌ／（５ｍ２）および０．１９０〜０．２４０ｍｌ／（５ｍ２）、
一次粒径
１０〜５０ｎｍの有利に１つ以上を有することができる。
【００１２】
１つの好ましい実施態様において、本発明による沈降珪酸は、２２〜２５ｍｌ／（５ｇ）、さらに２５〜２８ｍｌ／（５ｇ）のシアーズ数Ｖ２を有する。
【００１３】
本発明による沈降珪酸は、シラノール基の高い絶対数（シアーズ数Ｖ２）と共に、公知技術水準の沈降珪酸と比較して著しく高められた、シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との高められた比を有する。即ち、本発明による沈降珪酸は、殊に全表面積に関連してシラノール基の極めて高い数を有する。
【００１４】
シラノール基の高められた数と共に、本発明による沈降珪酸は、僅かな微孔性、即ち極めて低いＢＥＴ／ＣＴＡＢ比を示す。
【００１５】
記載された特徴の組合せ、殊に高いシアーズ数Ｖ２／ＢＥＴ比は、本発明による沈降珪酸がエラストマーのための強化充填剤として卓越して好適であることを生じる。この場合、本発明による沈降珪酸は、高められたゴム活性を示し、極めて良好な分散挙動およびよりっそう短い加硫時間を示す。
【００１６】
更に、本発明の対象は、
ＣＴＡＢ表面積
１００〜２００ｍ２／ｇ、および有利な範囲１００〜１６０ｍ２／ｇ、１００〜１３０ｍ２／ｇおよび１１０〜１２５ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比
０．８〜１．０５、有利な範囲０．９０〜１．０３、０．９３〜１．０３および特に有利に０．９６〜１．０３、
ＤＢＰ数
２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、有利な範囲２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２
１０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、および有利な範囲２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）および２１〜２８（ｍｌ／５ｇ）、
湿分
４〜８％
ならびに場合によっては次の物理的化学的パラメーター：
ＢＥＴ表面積
８０〜２１０ｍ２／ｇ、この場合沈降珪酸は、第１の実施態様で８０〜１１０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および第２の実施態様で１１０〜１５０ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１２９ｍ２／ｇを有し、
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比
０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）、および有利な範囲０．１５０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１７０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１８０〜０．３００ｍｌ／（５ｍ２）、特に有利に０．１９０〜０．２８０ｍｌ／（５ｍ２）および０．１９０〜０．２４０ｍｌ／（５ｍ２）、
一次粒径
１０〜５０ｎｍの有利に１つ以上を有する本発明による沈降珪酸の製造に使用されることができ、最初に
ａ）７〜１４のｐＨ値を有するアルカリ金属珪酸塩またはアルカリ土類金属珪酸塩の水溶液および／または有機塩基および／または無機塩基の水溶液を装入し、
ｂ）この装入液に攪拌しながら５５〜９５℃で１０〜１２０分間、有利に１０〜６０分間同時に水ガラスおよび酸性化剤を計量供給し、
ｇ）得られた懸濁液を８０〜９８℃の高い温度で１〜１２０分間、有利に１０〜６０分間さらに攪拌し、
ｈ）酸性化剤でｐＨ値を約２．５〜５の酸性にし、
ｉ）濾過し、洗浄し、乾燥させ、場合によっては造粒することによって特徴付けられている方法である。
【００１７】
前記装入液は、沈殿の最終体積の約２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０または９０％に達することができる。この装入液に供給される塩基性化合物は、殊にアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩およびアルカリ金属珪酸塩の群から選択されている。好ましくは、水ガラスおよび／または苛性ソーダ液が使用される。装入液のｐＨ値は、７〜１４、有利に１０〜１１である。
【００１８】
工程ｂ）中での水ガラスおよび酸性化剤の添加は、反応溶液のｐＨ値を一定に維持するかまたは変動可能であるように留めるようにして行なうことができる。しかし、沈殿を一定のアルカリ数で行なうことも可能である。沈殿を一定のｐＨ値で行なう場合には、このｐＨ値は、有利に７〜１１の範囲内にある。一定のアルカリ数での沈殿は、有利に１５〜４０のアルカリ数で行なわれる。
【００１９】
工程ｂ）後、本発明による方法は、
ｃ）温度を維持しながら３０〜９０分間の供給の停止および
ｄ）引続き場合によっては同じ温度で攪拌しながら２０〜１２０分間、有利に２０〜８０分間の水ガラスおよび酸性化剤の同時の供給のような２つのまでの照準点を有する。
【００２０】
工程ｂ）またはｄ）に続いて、本発明による方法においては、水ガラスの添加は、停止され、望ましいｐＨ値がなお達成されない場合には、次の工程
ｅ）で酸性化剤をさらに添加して、５〜１１、有利に７〜１０のｐＨ値が達成されるまで酸性化剤が同じかまたは変更された速度で計量供給される。
【００２１】
反応に使用される水ガラスの濃度を変更するために、場合によっては
ｆ）ｐＨ値は、他の酸性化剤の添加によって３〜１１に調節されることができおよび／またはアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩およびアルカリ金属珪酸塩の群からの１つ以上の塩基性化合物の供給によって８〜１４、有利に９〜１０、特に７〜１１の値に上昇させることができる。好ましくは、水ガラスおよび／または苛性ソーダ液が使用される。
【００２２】
工程ｅ）での酸性化剤の供給または工程ｆ）での塩基性化合物の供給は、４０〜９８℃で行なうことができる。好ましくは、供給は、５５〜９５℃で行なわれ、特に好ましくは、工程ｂ）またはｄ）のためにも選択された温度で行なわれる。
【００２３】
場合によっては、工程ｄ）とｅ）との間には、もう１つの照準点が組み込まれてもよい。
【００２４】
更に、場合によっては工程ａ）〜ｈ）の１つ以上の間に、有機塩または無機塩の付加的な添加が行なわれてもよい。これは、溶液中でかまたは固体として、それぞれ連続的に水ガラスおよび酸性化剤の添加時間に亘ってかまたはバッチ量の添加として実施されることができる。また、塩を１つの成分中または２つの成分中に溶解し、次に同時に前記成分と一緒に添加することも可能である。
【００２５】
無機塩としては、有利にアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩が使用される。殊に、次のイオン：
Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｂｅ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｈ＋、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＯ３２−、ＳＯ４２−、ＨＳＯ４−、ＰＯ３２−、ＰＯ４３−、ＮＯ３−、ＮＯ２−、ＣＯ３２−、ＨＣＯ３−、ＯＨ−、ＴｉＯ３２−、ＺｒＯ３２−、ＺｒＯ４４−、ＡｌＯ２−、Ａｌ２Ｏ４２−、ＢＯ４３−
の全ての組合せが使用されてもよい。
【００２６】
有機塩として蟻酸、酢酸およびプロピオン酸の塩は、適当である。陽イオンとしては、記載されたアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンが挙げられる。添加溶液中での前記塩の濃度は、０．０１〜５モル／ｌである。好ましくは、無機塩としてＮａ２ＳＯ４が使用される。
【００２７】
酸性化剤を工程ｂ）およびｄ）で同じかまたは異なる方法で、即ち同じかまたは異なる濃度および／または流入速度で供給することは、可能である。
【００２８】
また、同様に水ガラスは、工程ｂ）およびｄ）で同じ方法かまたは異なる方法で反応に供給されてもよい。
【００２９】
特殊な実施態様において、工程ｂ）およびｄ）で成分の酸性化剤および水ガラスは、工程ｄ）の流入速度が工程ｂ）の流入速度の１２５〜１４０％であるように供給され、この場合前記成分は、２つの工程でそれぞれ等モルの濃度で使用される。好ましくは、前記成分は、同じ濃度および流入速度で添加される。
【００３０】
また、水ガラス（珪酸ナトリウム溶液）と共に、別の珪酸塩、例えば珪酸カリウムまたは珪酸カルシウムが使用されてもよい。酸性化剤としては、硫酸と共に、別の酸性化剤、例えばＨＣｌ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４またはＣＯ２が使用されてもよい。
【００３１】
本発明による珪酸の濾過および長時間乾燥または短時間乾燥は、当業者に常用のことであり、例えば記載された刊行物から確認することができる。
【００３２】
好ましくは、沈殿法による珪酸は、流れ型乾燥機、噴霧乾燥機、棚型乾燥機、ベルト型乾燥機、回転管状乾燥機、フラッシュ乾燥機、回転フラッシュ乾燥機またはノズル塔中で乾燥される。この乾燥変法は、噴霧器、一物質流ノズルもしくは二物質流ノズルまたは組み込まれた流動床を用いての運転を含む。乾燥後、場合によっては粉砕および／または造粒は、シリンダーコンパクター（Walzenkompaktor）で実施されてよい。好ましくは、本発明による沈降珪酸は、乾燥工程または微粉砕または造粒の後に１５μｍ超、殊に８０μｍ超、特に有利に２００μｍ超の平均直径を有する粒子形を有する（ＩＳＯ ２５９１−１による測定、１９８８年１２月）。特に好ましくは、本発明による沈降珪酸は、１５μｍ超の平均直径を有する粉末の形または８０μｍ超の平均直径を有する本質的に円形の粒子（マイクロビーズ）の形または１ｍｍ以上の平均直径を有する顆粒の形で存在する。
【００３３】
更に、本発明の対象は、エラストマー混合物、加硫化可能なゴム混合物および／または他の加硫化物の製造のための、
ＣＴＡＢ表面積
１００〜２００ｍ２／ｇ、および有利な範囲１００〜１６０ｍ２／ｇ、１００〜１３０ｍ２／ｇおよび１１０〜１２５ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比
０．８〜１．０５、有利な範囲０．９０〜１．０３、０．９３〜１．０３および特に有利に０．９６〜１．０３、
ＤＢＰ数
２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、有利な範囲２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２
１０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、および有利な範囲２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）および２１〜２８（ｍｌ／５ｇ）、
湿分
４〜８％
ならびに場合によっては次の物理的化学的パラメーター：
ＢＥＴ表面積
８０〜２１０ｍ２／ｇ、この場合沈降珪酸は、第１の実施態様で８０〜１１０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および第２の実施態様で１１０〜１５０ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１２９ｍ２／ｇを有し、
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比
０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）、および有利な範囲０．１５０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１７０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１８０〜０．３００ｍｌ／（５ｍ２）、特に有利に０．１９０〜０．２８０ｍｌ／（５ｍ２）および０．１９０〜０．２４０ｍｌ／（５ｍ２）、
一次粒径
１０〜５０ｎｍの１つ以上を有する本発明による沈降珪酸の使用である。
【００３４】
従って、本発明のもう１つの対象は、本発明による珪酸を含有するエラストマー混合物、加硫化可能なゴム混合物および／または他の加硫化物、例えば成形体、例えば空気タイヤ、タイヤトレッド、ケーブル外被、チューブ、駆動ベルト、ベルトコンベヤー、ロール被覆、タイヤ、靴底、パッキンリングおよび緩衝部材である。
【００３５】
更に、本発明による珪酸は、通常、珪酸が使用されるような全ての使用分野、例えばバッテリー分離板へ、粘着防止剤として、着色剤および塗料中の艶消剤として、農業用製品および栄養剤の担持剤として、被覆へ、印刷用インキへ、消化粉末へ、プラスチックへ、非インパクトプリンティングの範囲へ、紙料へ、パーソナルケアの範囲へおよび特殊な使用へ使用されてよい。非インパクトプリンティングの範囲、例えばインクジェット法への使用は、
濃稠化のためまたは噴霧および貯蔵を回避するための印刷インキへの本発明による珪酸の使用、
印刷インキの滲みを回避し、輪郭視認性（Bildgrundruhe）およびコントラストを改善し、ドットの鮮鋭度および色の明度を改善する熱昇華のための、充填剤としての紙、塗工顔料、トレーシングペーパー（LIchtpauspapier）、熱転写用紙への本発明による珪酸の使用である。
【００３６】
パーソナルケアの範囲の使用は、例えば薬学またはボディーケアの範囲の充填剤または濃稠化剤としての本発明による珪酸の使用である。
【００３７】
場合によっては、本発明による珪酸は、式Ｉ〜ＩＩＩ：
[ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)ｒ(Ａｌｋ)ｍ(Ａｒ)ｐ]ｑ[Ｂ] （Ｉ）、
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルキル) （ＩＩ）、または
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルケニル) （ＩＩＩ）
〔上記式中、
Ｂは、−ＳＣＮ、−ＳＨ、−Ｃｌ、−ＮＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨＣＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＣＨ３）ＣＨ２（ｑが１である場合）または−Ｓｗ−（ｑが２である場合）を表わし、この場合Ｂは、化学的にＡｌｋに結合しており、
ＲおよびＲ１は、場合によっては次の基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、アクリレート基、メタクリレート基、オルガノシラン基で置換されていてよい、２〜３０個のＣ原子を有する脂肪族基、オレフィン系基、芳香族基またはアリール芳香族基を表わし、この場合ＲおよびＲ１は、同一かまたは異なる意味を有していてよいし、同一かまたは異なる置換基を有していてよく、
ｎは、０、１または２であり、
Ａｌｋは、１〜６個の炭素原子を有する２価の非分枝鎖状または分枝鎖状炭化水素基を表わし、
ｍは、０または１であり、
Ａｒは、次の置換基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、オルガノシラン基で置換されていてよい６〜１２個のＣ原子、有利に６個のＣ原子を有するアリール基を表わし、
ｐは、０または１であり、但し、この場合ｐとｎは、同時には０を意味しないものとし、
ｑは、１または２であり、
ｗは、２〜８の数であり、
ｒは、１、２または３であり、但し、この場合ｒ＋ｎ＋ｍ＋ｐは、４であるものとし、
アルキルは、１〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の飽和炭化水素を表わし、
アルケニルは、２〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の不飽和炭化水素を表わす〕で示されるシランまたはオルガノシランで変性されていてよい。
【００３８】
また、本発明による珪酸は、組成式：
ＳｉＲ２４−ｎＸｎ（この場合、ｎは、１、２、３、４である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＮ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＯＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＮＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、ｚは、１以上、１００００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）で示される珪素有機化合物で変性されていてよい。この化合物は、直鎖状シラン化合物、環式シラン化合物および分枝鎖状シラン化合物、直鎖状シラザン化合物、環式シラザン化合物および分枝鎖状シラザン化合物ならびに直鎖状シロキサン化合物、環式シロキサン化合物および分枝鎖状シロキサン化合物である。Ｒ２は、１〜２０個の炭素原子を有する置換されたアルキル基および／またはアリール基および／または置換されていないアルキル基および／またはアリール基であり、これらの基は、官能性基、例えばヒドロキシ基、アミノ基、ポリエーテル基、例えば酸化エチレンおよび／または酸化プロピレンおよびハロゲン化物基、例えばフッ化物で置換されていてよい。また、Ｒ２は、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基およびアリール基ならびに硫黄含有基のような基を含有していてもよい。Ｘは、シラノール基、アミノ基、チオール基、ハロゲン基、アルコキシ基、アルケニル基および水素基であることができる。
【００３９】
好ましくは、組成式：ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、ｚは、１以上、１００００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）で示される直鎖状ポリシロキサンが使用され、この場合Ｒ２は、有利にメチルによって表わされる。
【００４０】
特に好ましくは、組成式：ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、１以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、１以下であり、ｚは、１以上、１０００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）で示されるポリシロキサンが使用され、この場合Ｒ２は、有利にメチルによって表わされる。
【００４１】
場合によっては造粒されたか、非造粒であるか、微粉砕されたか、および／または微粉砕されていない沈降珪酸は、沈降珪酸１００部に対して０．５〜５０部、殊に沈降珪酸１００部に対して１〜１５部の混合物の記載された１つ以上のオルガノシランで変性され、この場合沈降珪酸とオルガノシランとの反応は、混合物の製造中に（インシトゥ（in-situ）で）かまたはそれ以外に該混合物の噴霧および引続く熱処理、オルガノシランと珪酸懸濁液との混合および引続く乾燥および熱処理によって実施されることができる（例えば、ドイツ連邦共和国特許第３４３７４７３号明細書およびドイツ連邦共和国特許第１９６０９６１９号明細書）かまたはドイツ連邦共和国特許第１９６０９６１９号明細書またはドイツ連邦共和国特許第４００４７８１号明細書に記載された方法により実施されることができる。
【００４２】
有機珪素化合物としては、原則的に一面でシラノール基含有充填剤へのカップリングを実現させることができ、他面、ポリマーへのカップリングを実現させることができる全ての二官能価シランが適している。有機珪素化合物の通常使用される量は、沈降珪酸の全体量に対して１〜１０質量％である。
【００４３】
前記の有機珪素化合物の例は、次の通りである：
ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルファン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン。他の有機珪素化合物は、ＷＯ ９９／０９０３６、欧州特許第１１０８２３１号明細書、ドイツ連邦共和国特許第１０１３７８０９号明細書、ドイツ連邦共和国特許第１０１６３９４５号明細書、ドイツ連邦共和国特許第１０２２３６５８号明細書中に記載されている。
【００４４】
本発明の１つの好ましい実施態様において、シランとしてビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファンが使用されうる。
【００４５】
本発明による珪酸は、エラストマー混合物、タイヤまたは加硫化可能なゴム混合物中に強化充填剤としてゴム１００部に対して５〜２００部の量で粉末、球状製品または顆粒として、シラン変性剤と一緒にならびにシラン変性剤なしに混入されることができる。ゴム混合物およびエラストマー混合物は、本発明の範囲内で等量とみなすことができる。
【００４６】
珪酸表面上のシラノール基は、ゴム混合物中または天然ゴム混合物中で可能な化学的反応成分としてカップリング試薬と一緒に機能する。このカップリング試薬は、例えばゴムマトリックス上への珪酸の結合を可能にする二官能価シラン、例えばビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファンである。即ち、できるだけ大きい数のシラノール基によって、珪酸とカップリング試薬とのカップリングの高い確率が達成され、それによってゴムマトリックス上への珪酸の結合の高い確率が達成され、このことは、最終的によりいっそう高い強化潜在性を導く。シアーズ数Ｖ２は、珪酸のシラノール基数を記載するための１つの基準であり、一方、珪酸のＢＥＴ表面積は、この珪酸の比表面積であり、この場合この比表面積は、化合物の加工挙動および別のゴム工業的性質に対して大きな影響を及ぼす。しかし、シラノール基の絶対数の記載は、沈降珪酸を十分に特性決定するためには十分ではない。それというのも、高い表面積を有する沈降珪酸は、一般に低い表面積を有する沈降珪酸よりも高い絶対数のシラノール基を有しているからである。従って、シアーズ数Ｖ２／ＢＥＴからの商は、重要である。即ち、シラノール基によって発生される強化潜在性は、導入された比表面積単位について表記することができる。
【００４７】
専ら本発明による珪酸を充填剤としての記載されたオルガノシランを有するかまたは有しないで含有する混合物と共に、エラストマー混合物またはゴム混合物は、付加的に１つ以上の多少とも強化する充填剤で充填されていてよい。
【００４８】
他の充填剤としては、次の材料を使用することができる：
カーボンブラック：この場合に使用することができるカーボンブラックは、フレームカーボンブラック法、ファーネスカーボンブラック法またはガスカーボンブラック法により製造されており、２０〜２００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する、例えばＳＡＦカーボンブラック、ＩＳＡＦカーボンブラック、ＨＳＡＦカーボンブラック、ＨＡＦカーボンブラック、ＦＥＦカーボンブラックまたはＧＰＦカーボンブラックである。前記カーボンブラックは、場合によってはヘテロ原子、例えば珪素を含有していてもよい。
例えば、珪素ハロゲン化物の焔内加水分解によって製造された高分散性熱分解法珪酸。この珪酸は、場合によっては別の金属酸化物、例えばＡｌ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物、Ｚｎ酸化物および酸化チタンとの混合酸化物として存在していてもよい。
他の商業的珪酸。
２０〜４００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１０〜４００ｎｍの一次粒径を有する合成珪酸、例えば珪酸アルミニウム、アルカリ土類金属珪酸塩、例えば珪酸マグネシウムまたは珪酸カルシウム。
合成または天然の酸化アルミニウムおよび水酸化アルミニウム。
天然の珪酸塩、例えばカオリン、別の天然に由来する二酸化珪素化合物。
ガラス繊維およびガラス繊維製品（マット、ストランド）または微細なガラス玉。
澱粉および変性された澱粉型。
天然充填剤、例えばクレーおよび珪酸白亜。
【００４９】
また、この場合、混合比は、オルガノシランの計量供給の場合と同様に、完成されたゴム混合物の達成すべき特性プロフィールにより左右される。本発明による珪酸と上記の別の記載された充填剤（ならびに混合物）との５〜９５％の比は、考慮することができ、前記範囲内でも実現される。
【００５０】
特に好ましい実施態様において、場合によってはそれぞれゴム１００質量部に対してカーボンブラック０〜１００質量部ならびに有機珪素化合物１〜１０質量部と一緒に、全部または部分的に本発明による珪酸からなる珪酸１０〜１５０質量部は、前記混合物の製造に使用されてよい。
【００５１】
本発明による珪酸、オルガノシランおよび別の充填剤と共に、エラストマーは、ゴム混合物の他の重要な成分を形成する。この場合には、単独のポリマーとしてかまたは別のゴム、例えば天然ゴム、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、殊に溶液重合法により製造された、１〜６０質量％、有利に２〜５０質量％のスチレン含量を有するスチレン／ブタジエンコポリマー（ＳＢＲ）、ブチルゴム、イソブチレン／イソプレンコポリマー（ＩＩＲ）、５〜６０質量％、有利に１０〜５０質量％のアクリルニトリル含量を有するブタジエン／アクリルニトリルコポリマー（ＮＢＲ）、部分水素化されたかまたは完全に水素化されたＮＢＲゴム（ＨＮＢＲ）、エチレン／プロピレン／ジエンコポリマー（ＥＰＤＭ）ならびに前記ゴムの混合物との混合物（配合物）として、油で希釈されているかまたは希釈されていない天然および合成のエラストマーを挙げることができるであろう。
【００５２】
更に、記載されたゴムとのゴム混合物のためには、次の付加的なゴムがこれに該当する：カルボキシゴム、エポキシゴム、トランスポリペンテナマー、ハロゲン化されたブチルゴム、２−クロロ−ブタジエン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−プロピレンコポリマーからのゴム、場合によっては天然ゴムの化学的誘導体ならびに変性された天然ゴム。
【００５３】
好ましい合成ゴムは、例えばW. Hofmann, "Kautschuktechnologie", Genter Verlag, Stuttgart 1980に記載されている。
【００５４】
本発明によるタイヤの製造には、殊に−５０℃を上廻るガラス転移温度を有する、アニオン重合されたＬＳＢＲゴム（溶液ＳＢＲ）ならびにこのＬＳＢＲゴムとジエンゴムとの混合物が重要である。
【００５５】
本発明による珪酸は、シランを用いてかまたは用いずに、全てのゴムの用途、例えば成形体、空気タイヤ、タイヤトレッド、輸送ベルト、ベルトコンベヤー、パッキンリング、駆動ベルト、チューブ、靴底、ケーブル外被、ロール被覆、緩衝部材等に使用されてよい。
【００５６】
前記珪酸の混入および前記珪酸を含有する混合物の製造は、ゴム工業で通常の方法で内部混合機またはローリングミル上で有利に８０〜２００℃で行なわれる。珪酸の供給形または使用形は、粉末、球状製品または顆粒として生じることができる。また、この場合、本発明による珪酸は、公知の明るい充填剤とは区別されない。
【００５７】
本発明によるゴム加硫物は、他のゴム助剤、例えば反応促進剤、老化防止剤、熱安定剤、光安定剤、オゾン安定剤、加工助剤、可塑剤、粘着剤、発泡剤、染料、顔料、ロウ、希釈剤、有機酸、遅延剤、金属酸化物ならびに活性剤、例えばトリエタノールアミン、ポリエチレングリコール、ヘキサントリオールを通常の計量供給物中に含有することができる。前記化合物は、ゴム工業において公知である。
【００５８】
ゴム助剤は、なかんずく使用目的により左右される公知の量で使用されてよい。通常の量は、例えば使用されるゴムに対して０．１〜５０質量％の量である。架橋剤としては、硫黄または硫黄を供与する物質が使用される。更に、本発明によるゴム混合物は、加硫促進剤を含有することができる。適当な主要促進剤の例は、０．５〜３質量％の量のメルカプトベンズチアゾール、スルフェンアミド、チウラム、ジチオカルバメートである。共促進剤（Cobeschleuniger）の例は、０．５〜５質量％の量のグアニジン、チオ尿素およびチオカルボネートである。硫黄は、通常、使用されるゴムに対して０．１〜１０質量％、有利に１〜３質量％の量で使用されてよい。
【００５９】
本発明による珪酸は、促進剤および／または硫黄で、しかも過酸化物で架橋可能であるゴム中で使用されてよい。
【００６０】
本発明によるゴム混合物の加硫は、１００〜２００℃、有利に１３０〜１８０℃の温度で場合によっては１０〜２００バールの圧力で行なうことができる。ゴムと充填剤、場合によってはゴム助剤および有機珪素化合物との混合は、公知の混合装置中、例えばロール、内部混合機および混合押出機中で実施されてよい。
【００６１】
本発明によるゴム混合物は、成形体の製造、例えば空気タイヤ、夏用タイヤ、冬用タイヤおよび全季節用タイヤのタイヤトレッド、乗用車（ＰＫＷ）用タイヤ、輸送用車両のタイヤ、オートバイのタイヤ、タイヤ下部構造部材、ケーブル外被、チューブ、駆動ベルト、ベルトコンベヤー、ロール被覆、靴底、パッキンリングおよび緩衝部材の製造に適している。
【００６２】
本発明による珪酸は、該珪酸が高分散性であり、ゴム加硫物の僅かな微孔性のためにゴム加硫物に高いゴム活性を備えさせ、それによって高い強度を付与するという利点を有する。
【００６３】
更に、公知技術水準による珪酸と同じゴム混合物と比較して、本発明による珪酸は、加硫時間における利点を示す。
【００６４】
本発明によるゴム混合物は、殊に乗用車のタイヤトレッドおよびオートバイのタイヤトレッドの製造に適しており、また、良好な磨耗抵抗の際に低減された転がり抵抗および良好な冬期適性を有する輸送用車両のタイヤトレッドの製造に適している。
【００６５】
更に、本発明によるゴム混合物は、有機珪素化合物の添加なしに典型的なタイヤトレッド用カーボンブラックとの配合物で建設機械用タイヤ、農業機械用タイヤおよび鉱山機械用タイヤのカット・アンド・チップ（Cut & Chip）挙動の改善にも適している（定義および他の詳細は、Dr. W. NiedermeierのTire Tech 2003 Hamburgに記載された"New insights into the tear mechanism"およびその中の参考文献参照）。
【００６６】
本発明による沈降珪酸の反応条件および物理的／化学的データは、次の方法により測定される：
珪酸の湿分の測定
前記方法により、ＩＳＯ ７８７−２に関連して、珪酸の揮発性含量（以下、簡略化のために湿分と呼ぶ）は、１０５℃で２時間の乾燥後に測定される。この乾燥損失は、一般に主に湿度（Wasserfeuchtigkeit）からなる。
【００６７】
実施
研磨された蓋を有する乾燥された目盛付きフラスコ（直径８ｃｍ、高さ３ｃｍ）中に粉末状、球状または顆粒の珪酸１０ｇを０．１ｍｇで正確に計量供給する（計量供給量Ｅ）。蓋を開いた際に、試料を１０５±２℃で２時間乾燥する。引続き、目盛付きフラスコを閉じ、デシケーター中で乾燥剤としてのシリカゲルで室温に乾燥する。検定量Ａを質量測定により測定する。
【００６８】
％での湿分を（（Ｅ ｇ − Ａ ｇ）＊１００％）／（Ｅ ｇ）により測定する。
【００６９】
珪酸の変更されたシアーズ数の測定
ｐＨ６〜ｐＨ９の範囲内の水酸化カリウム溶液を用いての珪酸の滴定によって、変更されたシアーズ数（以下、シアーズ数Ｖ２と呼ぶ）は、遊離ヒドロキシ基の数に関する基準として定めることができる。
【００７０】
測定法は、次の化学反応を基礎とし、この場合”Ｓｉ”−ＯＨは、珪酸のシラノール基を符号化したものである：
”Ｓｉ”−ＯＨ ＋ ＮａＣｌ → ”Ｓｉ”−ＯＮａ ＋ ＨＣｌ
ＨＣｌ ＋ ＫＯＨ → ＫＣｌ ＋ Ｈ２Ｏ。
【００７１】
実施
湿分５±１％を有する粉末状、球状または顆粒の珪酸１０．００ｇをＩＫＡ−汎用ミルＭ ２０（５５０Ｗ；２００００ｒ.ｐ.ｍ.）を用いて６０秒間微粉砕する。場合によっては、出発物質の湿分含量は、乾燥箱中での１０５℃での乾燥によってかまたは均一な湿潤によって調節されなければならず、微粉砕を繰り返さなければならない。こうして処理された珪酸２．５０ｇを室温で２５０ｍｌの滴定容器中で計量供給し、処理ごとにメタノール６０．０ｍｌを添加する。試料を完全に湿潤させた後に、脱イオン水４０．０ｍｌを添加し、ウルトラターラックス（Uitra Turrax）Ｔ ２５撹拌機（攪拌軸ＫＶ−１８Ｇ、直径１８ｍｍ）を用いて１８０００ｒ.ｐ.ｍ.の回転数で３０秒間分散させる。脱イオン水１００ｍｌを用いて、容器縁部および撹拌機に付着する試料粒子を懸濁液中に洗浄除去し、恒温水浴中で２５℃で温度処理する。
【００７２】
ｐＨ測定器（Knick, 型：温度センサーを備えた766 Ph-Meter Calimatic）およびｐＨ電極（Schott社のワンロッド測定ユニット（Einstabmesslkette）、型Ｎ７６８０）を緩衝溶液（ｐＨ７．００および９．００）を使用しながら室温で較正する。ｐＨ測定器を用いて、最初に懸濁液の出発ｐＨ値を２５℃で測定し、その後に結果に応じて、水酸化カリウム溶液（０．１モル／ｌ）または塩酸溶液（０．１モル／ｌ）でｐＨ値を６．００に調節する。ｐＨ６．００までのｍｌでのＫＯＨ溶液またはＨＣｌ溶液の消費量は、Ｖ１′に相当する。
【００７３】
その後に、塩化ナトリウム溶液２０．０ｍｌ（処理ごとにＮａＣｌ２５０．００ｇを脱イオン水で１ ｌになるまで満たす）を供給する。次に、ＫＯＨ０．１モル／ｌを用いて、ｐＨ値が９．００になるまで滴定を継続させる。ｐＨ９．００までのｍｌでのＫＯＨ溶液の消費量は、Ｖ２′に相当する。
【００７４】
引続き、体積Ｖ１′またはＶ２′を最初に１ｇの理論的な計量供給量に規格化し、５で拡大し、それからＶ１およびシアーズ数Ｖ２をｍｌ／（５ｇ）の単位で生じる。
【００７５】
ＢＥＴ表面積の測定
粉末状、球状または顆粒の珪酸の窒素により比表面積（以下、ＢＥＴ表面積と呼ぶ）をＩＳＯ ５７９４−１／Annex Dの記載によりＡＲＥＡ計器（Stroehlein社、JUWE）を用いて測定する。
【００７６】
ＣＴＡＢ表面積の測定
この方法は、ＡＳＴＭ３７６５またはＮＦＴ４５−００７（第５．１２．１．３章）に関連して、珪酸の”外側”表面上でのＣＴＡＢ（Ｎ−ヘキサデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムブロミド）の吸着に基づき、この場合この表面は、”ゴムに対して作用する表面”とも呼ばれる。ＣＴＡＢの吸着は、水溶液中で攪拌しながら超音波処理下に行なわれる。過剰量の吸着されなかったＣＴＡＢをＮＤＳＳ（ジオクチルナトリウムスルホスクシネート溶液、”エーロゾル（Aerosol）OT”溶液）を用いての再滴定によってチトロプロセッサー（Titroprozessor）で測定し、この場合終点は、溶液の混濁の最大によって定められており、フォトトローデ（Phototrode）で測定される。実施される全ての操作中の温度は、ＣＴＡＢの晶出を阻止するために２３〜２５℃である。再滴定は、次の反応方程式に基づく：
(C２０H３７O４)SO３Na + BrN(CH３)３(C１６H３３) →
NDSS CTAB
(C２０H３７O４)SO３N(CH３)３(C１６H３３)+NaBr
装置
それぞれｐＨ電極、工業製品Mettler, 型DG 111およびフォトトローデ（Phototrode）を備えた、チトロプロセッサー（Titroprozessor）METTLER トレド（Toledo）型DL 55およびチトロプロセッサー（Titroprozessor）METTLER トレド（Toledo）型DL 70、
工業製品Mettler, 型DP 550、
ポリプロピレンからなる滴定容器１００ｍｌ、
蓋を有する滴定フラスコ、１５０ｍｌ、
圧力濾過装置、内容積１００ｍｌ、
硝酸セルロースからなるメンブランフィルター、孔径０．１μｍ、４７ｍｍφ、例えばWhatman（注文番号7181-004）。
【００７７】
試薬
ＣＴＡＢ（脱イオン水中で０．０１５モル／ｌ）およびＮＤＳＳ（脱イオン水中で０．００４２３モル／ｌ）の溶液を直ちに使用可能であるように購入し（Kraft社, Duisburg: 注文番号6056.4700 CTAB溶液0.015モル／ｌ；注文番号6057.4700 NDSS溶液0.00423モル／ｌ）、２５℃で貯蔵し、１ヶ月間で使用する。
【００７８】
実施
空試験の滴定
ＣＴＡＢ溶液５ｍｌを滴定するためのＮＤＳＳ溶液の消費量は、１日１回全ての測定順序に対して試験することができる。そのために、フォトトローデ（Phototrode）を滴定の開始前に１０００±２０ｍＶに調節する（１００％の透明度に相当する）。
【００７９】
ＣＴＡＢ溶液正確に５．００ｍｌを滴定容器にピペットで注入し、脱塩水５０．０ｍｌを添加する。攪拌しながらＮＤＳＳ溶液を用いての滴定を、当業者に常用の測定方法によりチトロプロセッサー（Titroprozessor）ＤＬ５５で溶液の混濁が最大になるまで行なう。ｍｌでのＮＤＳＳ溶液に対する消費量ＶＩを測定する。全ての滴定は、３回の測定として実施することができる。
【００８０】
吸着
５±２％の湿分含量を有する粉末状、球状または顆粒の珪酸１０．０ｇ（場合によっては湿分含量を乾燥箱中での１０５℃での乾燥または均一な湿潤化によって調節する）をミル（Krups, モデルＫＭ７５、製品番号2030-70）で３０秒間微粉砕する。微粉砕された試料正確に５００．０ｍｇを、電磁攪拌小棒を備えた滴定容器１５０ｍｌ中に移し、ＣＴＡＢ溶液正確に１００．０ｍｌを供給する。この滴定容器を蓋で閉じ、電磁撹拌機で１５分間攪拌する。疎水性珪酸をウルトラターラックス（Uitra Turrax）Ｔ２５撹拌機（攪拌軸ＫＶ−１８Ｇ、直径１８ｍｍ）で１８０００ｒ.ｐ.ｍ.で完全に湿潤するまで最大１分間攪拌する。滴定容器をチトロプロセッサー（Titroprozessor）ＤＬ７０上にねじ止めし、懸濁液のｐＨ値をＫＯＨ（０．１モル／ｌ）で９±０．０５の値に調節する。滴定容器中の懸濁液を超音波浴（Bandelin, Sonorex RK 106 S, 35kHz）中で２５℃で４分間超音波に暴露する。引続き、即座の圧力濾過をメンブランフィルターを通して１．２バールの窒素圧力で行なう。５ｍｌの前濾液を廃棄する。
【００８１】
滴定
残りの濾液５．００ｍｌを１００ｍｌの滴定容器中にピペットで注入し、脱イオン水で５０．００ｍｌになるまで満たす。滴定容器をチトロプロセッサー（Titroprozessor）ＤＬ５５上にねじ止めし、攪拌しながら滴定をＮＤＳＳ溶液で混濁が最大になるまで行なう。ｍｌでのＮＤＳＳ溶液に対する消費量ＶＩＩを測定する。全ての混濁は、３回の測定として実施することができる。
【００８２】
計算
測定値
ＶＩ ＝空試験試料の滴定の際のｍｌでのＮＤＳＳ溶液の消費量
ＶＩＩ ＝濾液を使用した際のＮＤＳＳ溶液の消費量
により、
ＶＩ／ＶＩＩ ＝空試験試料の物質量ＣＴＡＢ／濾液試料中になお存在する物質量ＣＴＡＢが判明する。
【００８３】
そのことから、ｇでのＣＴＡＢ上に吸着された物質量Ｎについては、次のことが判明する：
Ｎ＝（（ＶＩ−ＶＩＩ）＊５．５ｇ＊５ｍｌ）／（ＶＩ＊１０００ｍｌ）。
【００８４】
濾液１００ｍｌから５ｍｌのみを滴定したので、定義された湿分の珪酸０．５ｇを使用し、ＣＴＡＢ１ｇの場所の需要は、５７８４３５＊１０−３ｍ２であり、次式から明らかである：
ＣＴＡＢ表面積（水で修正されていない）ｍ２／ｇ＝（Ｎ＊２０＊５７８．４３５ｍ２／ｇ）／（０．５ｇ）および
ＣＴＡＢ表面積（水で修正されていない）ｍ２／ｇ＝（ＶＩ−ＶＩＩ）＊６３６．２７８５ｍ２／ｇ）／ＶＩ。
【００８５】
ＣＴＡＢ表面積は、無水珪酸に関連し、そのために次の訂正が実施される。
ｍ２／ｇでのＣＴＡＢ表面積＝（ＣＴＡＢ表面積（水で修正されていない）ｍ２／ｇ＊１００％）／（１００％−湿分％）。
【００８６】
沈降珪酸の吸収能の１つの基準であるＤＢＰ吸収率（ＤＢＰ数）を規格ＤＩＮ５３６０１に関連して次のように測定する：
実施
湿分含量０〜１０％を有する粉末状または球状の珪酸１２．５０ｇ（場合によっては、湿分含量を乾燥箱中で１０５℃で乾燥することによって調節する）をブラベンダー−アブソルプトメーター（Brabender-Absorptometer）”Ｅ”の混練室（製品番号279061）中に供給する（回転モーメント供給装置（Drehnomentaufnehmer）の出発フィルターの蒸発なしに）。顆粒の場合には、３．１５〜１ｍｍの篩分け画分（Retsch社の特殊鋼製篩）を使用する（３．１５ｍｍの目開きを有する篩を通してのプラスチックスパチュラを用いての顆粒の温和な圧縮による）。数時間混合しながら（混練機羽根の回転速度１２５ｒ.ｐ.ｍ.）、室温で”ドシメートブラベンダー（Dosimaten Brabender）”Ｔ９０／５０によってジブチルフタレートを４ｍｌ／分の速度で混合物中に滴加する。混入は、僅かな力需要でのみ行なわれ、デジタル表示装置につき追跡される。測定の終結時に、混合物は、ペースト状になり、このことは、力需要の急勾配の上昇により表示される。６００ディジット（０．６Ｎｍの回転モーメント）が表示された場合には、電気的接点によって混練機ならびにＤＢＰ計量供給部のスイッチは切られる。ＤＢＰ供給のための同期電動機は、自動計数器と結合されており、したがってｍｌでのＤＢＰの消費量は、読み取ることができる。
【００８７】
評価
ＤＢＰ吸収率は、ｇ／（１００ｇ）で記載され、次の式につき測定されたＤＢＰ消費量から計算される。ＤＢＰの密度は、典型的には２０℃で１．０４７ｇ／ｍｌである。
【００８８】
ＤＢＰ吸収率ｇ／（１００ｇ）＝（（ＤＢＰの消費量ｍｌ）＊（ＤＢＰの密度ｇ／ｍｌ）＊１００）／（１２．５ｇ）。
【００８９】
ＤＢＰ吸収率は、乾燥された無水珪酸について定義されている。湿った沈降珪酸を使用する場合には、値は、次の補正表によって補正することができる。含水量に相当する補正値は、実験により測定されたＤＢＰ値に加算され、例えば５．８％の含水量は、ＤＢＰ吸収率に関連して３３ｇ／（１００ｇ）の上乗せ分を意味する。
【００９０】
【表１】
【００９１】
ｐＨ値の測定
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ７８７−９に関連する方法は、珪酸の水性懸濁液のｐＨ値を２０℃で測定するために使用される。そのために、試験すべき試料の水性懸濁液が製造される。この懸濁液を短時間振盪した後、この懸濁液のｐＨ値を先に較正されたｐＨ計器により測定する。
【００９２】
実施
ｐＨ測定の実施前に、ｐＨ測定装置（Schott社のワンロッド測定ユニット（Einstabmesslkette）、型Ｎ７６８０）を毎日、緩衝溶液を使用しながら２０℃で較正することができる。較正関数は、使用される２つの緩衝溶液が試料の予想されるｐＨ値を含むように選択することができる（ｐＨ４．００および７．００、ｐＨ７．００およびｐＨ９．００ならびに場合によってはｐＨ７．００および１２．００を有する緩衝溶液）。顆粒を使用する場合には、最初に珪酸２０．０ｇをミル（Krups社、型KM 75、製品番号2030-70）により２０秒間微粉砕する。
【００９３】
湿分含量５±１％（場合によっては、湿分含量は、乾燥箱中で１０５℃で乾燥するかまたは均一に湿潤させることによって、場合による微粉砕前に調節される）を有する粉末状または球状の珪酸５．００ｇを、精密天秤上で０．０１ｇで正確に先に正味質量を分銅によって補正した広口瓶中に計量供給する。脱イオン水９５．０ｍｌを試料に供給する。引続き、この懸濁液を閉じた容器中で５分間、振盪装置（Gerhardt, Modell LS10, 55W, 段階７）により室温で振盪させる。ｐＨ値は、この振盪装置の直後に測定される。そのために、電極を最初に脱イオン水で、次に懸濁液の一部分ですすぎ洗いし、引続き懸濁液中に浸漬する。前記懸濁液中にマグネットフィッシュ（Magnetfisch）を添加した後、一定の攪拌速度で懸濁液の弱い渦巻き流の形成を伴ないながらｐＨ測定を実施する。ｐＨ計器が不変の値を表示した際に、ｐＨ値を表示装置から読み取る。
【００９４】
疎水性珪酸を使用しながら同様に実施するが、しかし、湿分含量５±１％を有する、場合によっては微粉砕された試料５．００ｇを精密天秤上で０．０１ｇで正確に先に正味質量を分銅によって補正した広口瓶中に計量供給する。処理ごとにメタノール５０．０ｍｌおよび脱イオン水５０．０ｍｌを添加し、引続き懸濁液を閉じた容器中で５分間、振盪装置（Gerhardt, Modell LS10, 55W, 段階７）により室温で振盪させる。ｐＨ値は、同様に攪拌しながらではあるが、しかし、正確に５分後に測定される。
【００９５】
フィルターケーキの固体含量の測定
この方法によれば、フィルターケーキの固体含量を揮発性含量の除去によって１０５℃で測定する。
【００９６】
実施
正味質量を分銅によって補正した、乾燥した陶磁器製シャーレ（直径２０ｃｍ）中にフィルターケーキ１００．００ｇを計量供給する（計量供給量Ｅ）。場合によっては、フィルターケーキをスパチュラで微粉砕し、最大１ｃｍ３の脆い団塊を得ることができる。この試料を１０５±２℃で乾燥箱中で質量が一定になるまで乾燥させる。引続き、この試料をデシケーター中で乾燥剤としてのシリカゲルで室温に冷却する。検定量Ａを質量測定により測定する。
【００９７】
％での固体含量を１００％−（（（Ｅ ｇ−Ａ ｇ）＊１００％）／（Ｅ ｇ））により測定する。
【００９８】
導電率の測定
珪酸の導電率（ＬＦを水性懸濁液中で実施する。
【００９９】
実施
顆粒を使用する場合には、最初に珪酸２０．０ｇをミル（Krups, モデルＫＭ７５、製品番号2030-70）で２０秒間微粉砕する。湿分含量５±１％（場合によっては、湿分含量は、乾燥箱中で１０５℃で乾燥するかまたは均一に湿潤させることによって、場合による微粉砕前に調節される）を有する粉末状または球状の珪酸４．００ｇを、脱イオン水５０．０ｍｌ中に懸濁させ、１分間１００℃に加熱する。２０℃に冷却した試料を正確に１００ｍｌに増量し、振盪によって均一化する。
【０１００】
導電率測定装置ＬＦ ５３０（WTW社）の測定セルを僅かな試料量で洗浄し、その後にこの測定セルＬＴＡ０１を懸濁液中に浸漬する。ディスプレイに表示される値は、２０℃での導電率に相当する。それというのも、外部の温度センサーＴＦＫ５３０は、自動温度補償を実施するからである。温度係数ならびにセル定数ｋは、全ての測定順序に対して試験することができる。
【０１０１】
較正溶液としては、塩化カリウム溶液０．０１モル／ｌが使用される（２０℃でＬＦ＝１２７８μＳ／ｃｍ）。
【０１０２】
沈降懸濁液の固体含量の測定
沈降懸濁液の固体含量を質量測定により試料の濾過後に測定する。
【０１０３】
実施
均質化した沈降懸濁液（Ｖ懸濁液）１００．０ｍｌを室温で測定シリンダーにより測定する。この試料を陶磁器製吸引漏斗中の円形フィルター（型５７２、Schleicher & Schuell社）により吸引濾過するが、しかし、フィルターケーキの亀裂形成を回避させるために乾燥するまで吸引濾過しない。引続き、フィルターケーキを脱イオン水１００．０ｍｌで洗浄する。洗浄除去されたフィルターケーキを完全に吸引濾過し、正味質量を分銅によって補正した陶磁器製シャーレ中に移し、乾燥箱中で１０５±２℃で質量が一定になるまで乾燥させる。乾燥された珪酸の質量（ｍ試料）を測定する。固体含量は、次のようにして測定される：
固体含量ｇ／ｌ＝（ｍ試料 ｇ）／（Ｖ懸濁液 ｌ）
アルカリ数の測定
アルカリ数（ＡＺ）の測定としては、ｐＨ値が８．３０までのアルカリ溶液または懸濁液の直接の電位差滴定でｍｌでの塩酸の消費量が当てはまる（試料体積５０ｍｌ、水５０ｍｌおよび０．５モル/ｌの濃度の使用される塩酸の場合）。それによって、溶液または懸濁液に遊離アルカリ含量が検出される。
【０１０４】
実施
ｐＨ計器（Knick社, 型温度センサーを備えたｐＨ計器Calimatic）およびｐＨ電極（）（Schott社のワンロッド測定ユニット（Einstabmesslkette）、型Ｎ７６８０）を２つの緩衝溶液（ｐＨ＝７．００およびｐＨ＝１０．００）により室温で較正する。前記のワンロッド測定ユニットを試料５０．０ｍｌおよび脱イオン水５０．０ｍｌからなる、４０℃に温度調節された測定溶液または測定懸濁液中に浸漬する。引続き、滴下法で濃度０．５モル／ｌの塩酸溶液を、８．３０の一定のｐＨ値に調節させるまで添加する。珪酸と遊離アルカリ金属含量との最初に徐々に現れる平衡のために、酸消費量が最終的に読み取られるまで１５分間の待ち時間が必要とされる。選択された物質量および濃度の場合、ｍｌでの読み取られた塩酸消費量は、無次元で記載されるアルカリ数に直接相当する。
【０１０５】
次の実施例は、本発明を詳説するが、しかし、この範囲に制限されるものではない。
【０１０６】
例１
珪酸１
プロペラ攪拌系および二重ジャケットヒーターを備えた、不銹特殊鋼からなる反応器中に、水１５５０ ｌならびに水ガラス１４１．４ｋｇ（密度１．３４８ｋｇ／ｌ、ＳｉＯ２２７．０％、Ｎａ２Ｏ８．０５％）を装入する。引続き、強力に攪拌しながら９２℃で８０分間、上記の水ガラス５．５０５ｋｇ／分および硫酸約０．６５ｋｇ／分（密度１．８３ｋｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４９６％）を供給する。この硫酸の計量供給を、反応媒体中で２０のＡＺ数が占めているように調節する。引続き、水ガラスの添加を停止させ、硫酸を９．０のｐＨ（室温で測定された）が達成されるまでさらに供給する。硫酸の添加を停止させ、得られた懸濁液を９０℃で６０分間さらに攪拌する。引続き、硫酸の添加量を再び吸収させ、ｐＨ値（室温で測定した）を３．５に調節する。得られた懸濁液を膜型フィルタープレスで濾過し、水で洗浄した。固体含量２３％を有するフィルターケーキを硫酸水溶液および剪断装置で液化する。引続き、固体含量１９％および３．７のｐＨ値を有する珪酸供給量をアンモニアの計量供給下に噴霧乾燥する。
【０１０７】
得られた粉末Ｉａは、１１４ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１２３ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。選択的に得られたノズル塔乾燥されたMicro Bead Produkt Ibは、１２６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１２３ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。
【０１０８】
珪酸ＩＩ
プロペラ攪拌系および二重ジャケットヒーターを備えた、不銹特殊鋼からなる反応器中に、水１５５０ ｌならびに水ガラス１４１．４ｋｇ（密度１．３４８ｋｇ／ｌ、ＳｉＯ２２７．０％、Ｎａ２Ｏ８．０５％）を装入する。引続き、強力に攪拌しながら９２℃で８０分間、上記の水ガラス５．５０５ｋｇ／分および硫酸約０．６５ｋｇ／分（密度１．８３ｋｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４９６％）を供給する。この硫酸の計量供給を、反応媒体中で２０のＡＺ数が占めているように調節する。引続き、水ガラスの添加を停止させ、硫酸を７．０のｐＨ（室温で測定された）が達成されるまでさらに供給する。硫酸の添加を停止させ、得られた懸濁液を９０℃で６０分間さらに攪拌する。引続き、硫酸の添加量を再び吸収させ、ｐＨ値（室温で測定した）を３．５に調節する。得られた懸濁液を膜型フィルタープレスで濾過し、水で洗浄した。固体含量２２％を有するフィルターケーキを硫酸水溶液および剪断装置で液化する。引続き、固体含量１９％および３．６のｐＨ値を有する珪酸供給量をアンモニアの計量供給下にノズル塔乾燥する。
【０１０９】
得られたMicro Bead Produktは、１１６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１１７ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。
【０１１０】
珪酸ＩＩＩ
プロペラ攪拌系および二重ジャケットヒーターを備えた、不銹特殊鋼からなる反応器中に、水１５５０ ｌならびに水ガラス１４１．４ｋｇ（密度１．３４８ｋｇ／ｌ、ＳｉＯ２２７．０％、Ｎａ２Ｏ８．０５％）を装入する。引続き、強力に攪拌しながら９２℃で１００分間、上記の水ガラス５．５０５ｋｇ／分および硫酸約０．６５ｋｇ／分（密度１．８３ｋｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４９６％）を供給する。この硫酸の計量供給を、反応媒体中で２０のＡＺ数が占めているように調節する。引続き、水ガラスの添加を停止させ、硫酸を９．０のｐＨ（室温で測定された）が達成されるまでさらに供給する。硫酸の添加を停止させ、得られた懸濁液を９０℃で６０分間さらに攪拌する。引続き、硫酸の添加量を再び吸収させ、ｐＨ値（室温で測定した）を３．５に調節する。得られた懸濁液を膜型フィルタープレスで濾過し、水で洗浄した。固体含量２３％を有するフィルターケーキを硫酸水溶液および剪断装置で液化する。引続き、固体含量１９％および３．８のｐＨ値を有する珪酸供給量をアンモニアの計量供給下に噴霧乾燥する。
【０１１１】
得られた粉末状生成物は、１０２ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１０４ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。
【０１１２】
上記珪酸の物理的データは、次の表中に記載されている：
【０１１３】
【表２】
【０１１４】
例２
例１からの本発明による沈降珪酸ＩｂおよびＩＩをＳ−ＳＢＲ／ＢＲゴム混合物中で試験した。公知技術水準として、デグッサ社（Degussa AG）の簡単に分散可能な珪酸Ultrasil 7000 GR (Ref) を選択した。ゴム混合物に使用される処方は、次の第１表中に記載されている。この場合、単位ｐｈｒは、使用された粗製ゴム１００部に対する質量含分である。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
ポリマーＶＳＬ ５０２５−１は、２５質量％のスチレン含量および７５質量％のブタジエン含量を有するBayer社の溶液重合されたＳＢＲコポリマーである。このコポリマーは、油３７．５ｐｈｒを含有し、５０±４のムーニー粘度（ＭＬ１＋４／１００℃）を有する。ポリマーＢｕｎａ ＣＢ ２４は、少なくとも９７％のシス−１，４−含量および４４±５のムーニー粘度を有するBayer社のシス−１，４−ポリブタジエン（ネオジム型）である。
【０１１７】
Ｘ５０−Ｓは、Degussa社から入手することができる、Ｓｉ ６９[ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン]とカーボンブラックとの５０／５０混合物である。
【０１１８】
芳香族油としては、Chemetall社のNaftolen ZDが使用される。Vulkanox 4020は、Bayer社の６ＰＰＤであり、Protektor G 3108は、HB-Fuller社のオゾン保護ロウである。Vulkacit D/C (DPG)およびVulkacit CZ/EG (CBS)は、Bayer社の市販製品である。Perkazit TBZTDは、Akzo Chemie社から入手することができる。
【０１１９】
ゴム混合物は、内部混合機中で第２表中の混合規定に相応して製造される。第３表中には、ゴム試験ために使用される方法が記載されている。混合物は、１６５℃で２０分間加硫される。第４表は、ゴム工業試験の結果を示す。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
【表６】
【０１２３】
分散係数をメダリア校正（Medaliakorrektur）を含む表面トポグラフィーにより測定した（A. Wehmeier, "Filler Dispersion Analysis by Topography Measurements" Technical Report TR 820, Degussa AG, Advanced Fillers and Pigments Division）。こうして測定された分散係数は、０．９５を上廻る規定基準で、例えばDeutschen Institut fuer Katschuktechnologie e.V., Hannover/Deutschland によって測定されたような光学的に測定された分散係数と関連している（DIK-Workshop, 27. - 28. November 1997, Hannover/Germanyに発表されたH. Geisler, "Bestimmung der Mischguete"）。
【０１２４】
【表７】
【０１２５】
第４表中のデータに確認できるように、本発明による珪酸との混合物ＫＳ ＩｂおよびＫＳ ＩＩは、僅かな微孔性、ひいては表面上での僅かな加速吸着性のために、参照混合物ＲＥＦよりも急速な加硫時間ｔ９０％を示す。前記珪酸の好ましいよりいっそう高い活性は、よりいっそう高い張力値１００％および３００％ならびに高められた強化ファクターに再び反映する。本発明による珪酸との混合物の動的特性データは、同様に改善されている。改善された湿式滑り強さを改善することができる低いボール−リバンド（Ball-Reboud）０℃およびタイヤトレッドの好ましい滑り抵抗を表わす高いボール−リバンド（Ball-Rebound）６０℃が見出される。０℃および６０℃での動的剛性は、参照混合物と比較して同じ水準であり、一方で、ヒステリシス損失tanδ（６０℃）は、有利に低く、このことは、低い滑り抵抗を示す。その上、本発明による珪酸の分散性は、極めて高く、なかんずく公知技術水準による既に簡単に分散可能な珪酸Ultrasil 7000 GRよりも良好であり、それによってタイヤトレッドの耐摩耗性の利点が達成される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極度に僅かな微孔性および高いゴム活性を有する沈降珪酸、その製造法およびゴム混合物のための充填剤としての該沈降珪酸の使用に関する。
【０００２】
エラストマー混合物中、例えばタイヤトレッド混合物中での沈降珪酸の使用は、久しく公知である（欧州特許第０５０１２２７号明細書）。珪酸を強化充填剤としてゴム混合物中に使用するため、例えばなかんずく空気で充填されたタイヤおよび工業用ゴム製品の製造に使用するためには、高度な要件が課されている。この珪酸は、簡単で良好にゴム中に混入可能であり、かつ分散可能であり、カップリング試薬、有利に二官能価有機珪素化合物と関連してゴムとの化学結合を生じなければならず、この場合この化学結合は、ゴム混合物の達成しようと努力される高度な強化を導かなければならない。この強化特性の根拠として殊に高度な静的張力値および低い摩耗値を挙げることができる。珪酸の強化特性には、殊に粒径、表面形態、表面活性ならびにカップリング試薬の結合能が決定的に重要である。
【０００３】
ゴムの使用においては、通常、１０〜５０ｎｍの一次粒径を有する沈降珪酸が使用される。一次粒径は、例えば透過電子分光分析（ＴＥＭ）の画像評価により測定されることができる（R.H. Lange, J. Bloedorn: "Das Elktronenmikroskop, TEM + REM" Thieme Verlag, Stuttgart, New York (1981)）。小さな窒素分子Ｎ２の吸着によって測定された表面積、以下、ＢＥＴ表面積と呼称される、（S. Brunauer, P.H. Emmett, E. Teller, "Adsorption of Gases in Multimolecular Layers", J. Am. Chem. Soc. 60, 309 (1938) 参照）は、典型的には５０〜２００ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１８０ｍ２／ｇの範囲内にある。ゴムについての通常の表面積は、よりいっそう大きなＮ−セチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムブロミド分子の吸着により測定される表面積、以下、ＣＴＡＢ表面積と呼称される、である（Janzen, Kraus, Rubber Chem. Technol. 44, 1287 (1971)参照）。測定の正確な実施のために、さらに明細書の記載に沿って詳細な記載がなされる。ＢＥＴ表面積とＣＴＡＢ表面積との差は、以下、微孔性と呼称されることができ、珪酸表面積と表現され、この場合この珪酸表面積は、ゴムにとっては受け入れることができず、したがって強化作用を有することができない。通常、市販の活性珪酸のＢＥＴ／ＣＴＡＢ比は、１．０５を上廻り、このことは、微孔性の相応する高い程度を示す。
【０００４】
その上、当業者には、低分子量の化合物、例えば二官能価有機珪素化合物および加硫促進剤が微孔性珪酸の細孔中で物理吸着および化学吸着することができ、それによって機能に関連してゴム付着助剤または加硫促進剤としてゴム架橋のためにもはや影響を及ぼし得ないということは公知である。
【０００５】
更に、当業者には、カップリング試薬、通常二官能価有機珪素化合物がS. Wolff, "Chemical Aspects of Rubber Reinforcement by Fillers", Rubber Chem. Technol. 69, 325 (1996)から公知であり、この二官能価有機珪素化合物は、ゴムの作用を有する表面をできるだけ均一に定量的に変性する。変性は、物質中または溶剤／懸濁液中の珪酸の予めの被覆（エクスシチュー法（ex-situ））によって（U. Goerl, R. Panenka, "Silanisierte Kieselsaeuren - Eine neue Produktklasse fuer zeitgemaesse Mischungsentwicklung", Kautsch. Gummi Kunstst. 46, 538 (1993)）ならびに混合処理中（インシトゥ（in-situ））に（the ACS Meeting, April 4-6, 2000, Dallas, Texas/USAで発表されたH.-D. Luginsland, "Processing of Silica/Silane-Filled Tread Compounds", paper No. 34 ）行なうことができ、この場合インシトゥ（in-situ）での変性は、優先的に、また、通常使用される方法である。従って、ゴムの作用を有する表面の迅速で定量的なシラン化を保証するために、有機珪素化合物の結合を行なうことができる反応性シラノール基で意図的に表面の濃度を増加させることが必要である。珪酸の内部凝集構造は、通常、ＤＢＰ測定により測定される（J. Behr, G. Schramm, "Ueber die Bestimmung der Oelzahl von Kautschukfuellstoffen mit dem Brabender-Plastographen", Gummi Asbest Kunstst. 19, 912 (1966)）。高いＤＢＰ数は、ゴム中での充填剤の最適な分散液を保証するために必要とされる。４％を上廻る湿分は、有機珪素化合物で珪酸表面の迅速で完全なシラン化を保証するために必要とされる（U. Goerl, A. Hunsche, A. Mueller, H.G. Koban, "Investigation into the Silica/Silane Reaction System", Rubber Chem. Technol. 70, 608 (1997)）。
【０００６】
特開平１４−１７９８４４号公報の記載から、珪酸のＢＥＴ表面積とＣＴＡＢ表面積との差が１５ｍ２／ｇ未満であるような、珪酸とのゴム混合物は、公知である。二官能価有機珪素化合物と比較して高い活性のために必要とされる、シラノール基の数の基準としての高いシアーズ数Ｖ２およびゴム中での極めて良好な分散のために必要とされる高いＤＢＰ数は、記載されていない。しかし、２つの数値は、僅かな微孔性と共にゴム混合物の高度な強化基準、ひいては良好なタイヤの磨耗率にとって重要である。
【０００７】
珪酸の製造に関連して、当業者には、種々の方法が公知である。即ち、一定のｐＨ値での沈殿は、欧州特許第０９３７７５５号明細書中に記載されている。一定の陽イオン過剰量の場合に沈殿された珪酸は、ドイツ連邦共和国特許第１０１２４２９８号明細書中に開示されている。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１１２４４１号明細書Ａ１、欧州特許出願公開第０７５５８９９号明細書Ａ２および米国特許第４００１３７９号明細書中には、一定のアルカリ数（ＡＺ数）での沈殿が記載された。
【０００８】
ゴムに使用するための珪酸は、一般に沈殿を６０〜９５℃の温度および７〜１０の一定のｐＨ値で行なうような方法により製造される。例えば、欧州特許出願公開第０９０１９８６号明細書Ａ１参照。
【０００９】
本発明の目的は、エラストマー混合物中に混入することができ、このエラストマー混合物の性質を改善する、新規で簡単に分散可能な沈降珪酸を提供することである。更に、相応する珪酸の製造法も提供されるはずである。
【００１０】
従って、本発明の対象は、
ＣＴＡＢ表面積
１００〜２００ｍ２／ｇ、および有利な範囲１００〜１６０ｍ２／ｇ、１００〜１３０ｍ２／ｇおよび１１０〜１２５ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比
０．８〜１．０５、有利な範囲０．９０〜１．０３、０．９３〜１．０３および特に有利に０．９６〜１．０３、
ＤＢＰ数
２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、有利な範囲２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２
１０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、および有利な範囲２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）および２１〜２８（ｍｌ／５ｇ）、
湿分
４〜８％を有することによって特徴付けられた、簡単に分散可能な沈降珪酸である。
【００１１】
更に、本発明による沈降珪酸は、次の物理的化学的パラメーター：
ＢＥＴ表面積
８０〜２１０ｍ２／ｇ、この場合沈降珪酸は、第１の実施態様で８０〜１１０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および第２の実施態様で１１０〜１５０ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１２９ｍ２／ｇを有し、
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比
０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）、および有利な範囲０．１５０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１７０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１８０〜０．３００ｍｌ／（５ｍ２）、特に有利に０．１９０〜０．２８０ｍｌ／（５ｍ２）および０．１９０〜０．２４０ｍｌ／（５ｍ２）、
一次粒径
１０〜５０ｎｍの有利に１つ以上を有することができる。
【００１２】
１つの好ましい実施態様において、本発明による沈降珪酸は、２２〜２５ｍｌ／（５ｇ）、さらに２５〜２８ｍｌ／（５ｇ）のシアーズ数Ｖ２を有する。
【００１３】
本発明による沈降珪酸は、シラノール基の高い絶対数（シアーズ数Ｖ２）と共に、公知技術水準の沈降珪酸と比較して著しく高められた、シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との高められた比を有する。即ち、本発明による沈降珪酸は、殊に全表面積に関連してシラノール基の極めて高い数を有する。
【００１４】
シラノール基の高められた数と共に、本発明による沈降珪酸は、僅かな微孔性、即ち極めて低いＢＥＴ／ＣＴＡＢ比を示す。
【００１５】
記載された特徴の組合せ、殊に高いシアーズ数Ｖ２／ＢＥＴ比は、本発明による沈降珪酸がエラストマーのための強化充填剤として卓越して好適であることを生じる。この場合、本発明による沈降珪酸は、高められたゴム活性を示し、極めて良好な分散挙動およびよりっそう短い加硫時間を示す。
【００１６】
更に、本発明の対象は、
ＣＴＡＢ表面積
１００〜２００ｍ２／ｇ、および有利な範囲１００〜１６０ｍ２／ｇ、１００〜１３０ｍ２／ｇおよび１１０〜１２５ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比
０．８〜１．０５、有利な範囲０．９０〜１．０３、０．９３〜１．０３および特に有利に０．９６〜１．０３、
ＤＢＰ数
２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、有利な範囲２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２
１０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、および有利な範囲２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）および２１〜２８（ｍｌ／５ｇ）、
湿分
４〜８％
ならびに場合によっては次の物理的化学的パラメーター：
ＢＥＴ表面積
８０〜２１０ｍ２／ｇ、この場合沈降珪酸は、第１の実施態様で８０〜１１０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および第２の実施態様で１１０〜１５０ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１２９ｍ２／ｇを有し、
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比
０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）、および有利な範囲０．１５０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１７０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１８０〜０．３００ｍｌ／（５ｍ２）、特に有利に０．１９０〜０．２８０ｍｌ／（５ｍ２）および０．１９０〜０．２４０ｍｌ／（５ｍ２）、
一次粒径
１０〜５０ｎｍの有利に１つ以上を有する本発明による沈降珪酸の製造に使用されることができ、最初に
ａ）７〜１４のｐＨ値を有するアルカリ金属珪酸塩またはアルカリ土類金属珪酸塩の水溶液および／または有機塩基および／または無機塩基の水溶液を装入し、
ｂ）この装入液に攪拌しながら５５〜９５℃で１０〜１２０分間、有利に１０〜６０分間同時に水ガラスおよび酸性化剤を計量供給し、
ｇ）得られた懸濁液を８０〜９８℃の高い温度で１〜１２０分間、有利に１０〜６０分間さらに攪拌し、
ｈ）酸性化剤でｐＨ値を約２．５〜５の酸性にし、
ｉ）濾過し、洗浄し、乾燥させ、場合によっては造粒することによって特徴付けられている方法である。
【００１７】
前記装入液は、沈殿の最終体積の約２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０または９０％に達することができる。この装入液に供給される塩基性化合物は、殊にアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩およびアルカリ金属珪酸塩の群から選択されている。好ましくは、水ガラスおよび／または苛性ソーダ液が使用される。装入液のｐＨ値は、７〜１４、有利に１０〜１１である。
【００１８】
工程ｂ）中での水ガラスおよび酸性化剤の添加は、反応溶液のｐＨ値を一定に維持するかまたは変動可能であるように留めるようにして行なうことができる。しかし、沈殿を一定のアルカリ数で行なうことも可能である。沈殿を一定のｐＨ値で行なう場合には、このｐＨ値は、有利に７〜１１の範囲内にある。一定のアルカリ数での沈殿は、有利に１５〜４０のアルカリ数で行なわれる。
【００１９】
工程ｂ）後、本発明による方法は、
ｃ）温度を維持しながら３０〜９０分間の供給の停止および
ｄ）引続き場合によっては同じ温度で攪拌しながら２０〜１２０分間、有利に２０〜８０分間の水ガラスおよび酸性化剤の同時の供給のような２つのまでの照準点を有する。
【００２０】
工程ｂ）またはｄ）に続いて、本発明による方法においては、水ガラスの添加は、停止され、望ましいｐＨ値がなお達成されない場合には、次の工程
ｅ）で酸性化剤をさらに添加して、５〜１１、有利に７〜１０のｐＨ値が達成されるまで酸性化剤が同じかまたは変更された速度で計量供給される。
【００２１】
反応に使用される水ガラスの濃度を変更するために、場合によっては
ｆ）ｐＨ値は、他の酸性化剤の添加によって３〜１１に調節されることができおよび／またはアルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩およびアルカリ金属珪酸塩の群からの１つ以上の塩基性化合物の供給によって８〜１４、有利に９〜１０、特に７〜１１の値に上昇させることができる。好ましくは、水ガラスおよび／または苛性ソーダ液が使用される。
【００２２】
工程ｅ）での酸性化剤の供給または工程ｆ）での塩基性化合物の供給は、４０〜９８℃で行なうことができる。好ましくは、供給は、５５〜９５℃で行なわれ、特に好ましくは、工程ｂ）またはｄ）のためにも選択された温度で行なわれる。
【００２３】
場合によっては、工程ｄ）とｅ）との間には、もう１つの照準点が組み込まれてもよい。
【００２４】
更に、場合によっては工程ａ）〜ｈ）の１つ以上の間に、有機塩または無機塩の付加的な添加が行なわれてもよい。これは、溶液中でかまたは固体として、それぞれ連続的に水ガラスおよび酸性化剤の添加時間に亘ってかまたはバッチ量の添加として実施されることができる。また、塩を１つの成分中または２つの成分中に溶解し、次に同時に前記成分と一緒に添加することも可能である。
【００２５】
無機塩としては、有利にアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩が使用される。殊に、次のイオン：
Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｒｂ＋、Ｂｅ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋、Ｈ＋、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＯ３２−、ＳＯ４２−、ＨＳＯ４−、ＰＯ３２−、ＰＯ４３−、ＮＯ３−、ＮＯ２−、ＣＯ３２−、ＨＣＯ３−、ＯＨ−、ＴｉＯ３２−、ＺｒＯ３２−、ＺｒＯ４４−、ＡｌＯ２−、Ａｌ２Ｏ４２−、ＢＯ４３−
の全ての組合せが使用されてもよい。
【００２６】
有機塩として蟻酸、酢酸およびプロピオン酸の塩は、適当である。陽イオンとしては、記載されたアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンが挙げられる。添加溶液中での前記塩の濃度は、０．０１〜５モル／ｌである。好ましくは、無機塩としてＮａ２ＳＯ４が使用される。
【００２７】
酸性化剤を工程ｂ）およびｄ）で同じかまたは異なる方法で、即ち同じかまたは異なる濃度および／または流入速度で供給することは、可能である。
【００２８】
また、同様に水ガラスは、工程ｂ）およびｄ）で同じ方法かまたは異なる方法で反応に供給されてもよい。
【００２９】
特殊な実施態様において、工程ｂ）およびｄ）で成分の酸性化剤および水ガラスは、工程ｄ）の流入速度が工程ｂ）の流入速度の１２５〜１４０％であるように供給され、この場合前記成分は、２つの工程でそれぞれ等モルの濃度で使用される。好ましくは、前記成分は、同じ濃度および流入速度で添加される。
【００３０】
また、水ガラス（珪酸ナトリウム溶液）と共に、別の珪酸塩、例えば珪酸カリウムまたは珪酸カルシウムが使用されてもよい。酸性化剤としては、硫酸と共に、別の酸性化剤、例えばＨＣｌ、ＨＮＯ３、Ｈ３ＰＯ４またはＣＯ２が使用されてもよい。
【００３１】
本発明による珪酸の濾過および長時間乾燥または短時間乾燥は、当業者に常用のことであり、例えば記載された刊行物から確認することができる。
【００３２】
好ましくは、沈殿法による珪酸は、流れ型乾燥機、噴霧乾燥機、棚型乾燥機、ベルト型乾燥機、回転管状乾燥機、フラッシュ乾燥機、回転フラッシュ乾燥機またはノズル塔中で乾燥される。この乾燥変法は、噴霧器、一物質流ノズルもしくは二物質流ノズルまたは組み込まれた流動床を用いての運転を含む。乾燥後、場合によっては粉砕および／または造粒は、シリンダーコンパクター（Walzenkompaktor）で実施されてよい。好ましくは、本発明による沈降珪酸は、乾燥工程または微粉砕または造粒の後に１５μｍ超、殊に８０μｍ超、特に有利に２００μｍ超の平均直径を有する粒子形を有する（ＩＳＯ ２５９１−１による測定、１９８８年１２月）。特に好ましくは、本発明による沈降珪酸は、１５μｍ超の平均直径を有する粉末の形または８０μｍ超の平均直径を有する本質的に円形の粒子（マイクロビーズ）の形または１ｍｍ以上の平均直径を有する顆粒の形で存在する。
【００３３】
更に、本発明の対象は、エラストマー混合物、加硫化可能なゴム混合物および／または他の加硫化物の製造のための、
ＣＴＡＢ表面積
１００〜２００ｍ２／ｇ、および有利な範囲１００〜１６０ｍ２／ｇ、１００〜１３０ｍ２／ｇおよび１１０〜１２５ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比
０．８〜１．０５、有利な範囲０．９０〜１．０３、０．９３〜１．０３および特に有利に０．９６〜１．０３、
ＤＢＰ数
２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、有利な範囲２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２
１０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、および有利な範囲２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）および２１〜２８（ｍｌ／５ｇ）、
湿分
４〜８％
ならびに場合によっては次の物理的化学的パラメーター：
ＢＥＴ表面積
８０〜２１０ｍ２／ｇ、この場合沈降珪酸は、第１の実施態様で８０〜１１０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および第２の実施態様で１１０〜１５０ｍ２／ｇ、有利に１１０〜１２９ｍ２／ｇを有し、
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比
０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）、および有利な範囲０．１５０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１７０〜０．３２０ｍｌ／（５ｍ２）、０．１８０〜０．３００ｍｌ／（５ｍ２）、特に有利に０．１９０〜０．２８０ｍｌ／（５ｍ２）および０．１９０〜０．２４０ｍｌ／（５ｍ２）、
一次粒径
１０〜５０ｎｍの１つ以上を有する本発明による沈降珪酸の使用である。
【００３４】
従って、本発明のもう１つの対象は、本発明による珪酸を含有するエラストマー混合物、加硫化可能なゴム混合物および／または他の加硫化物、例えば成形体、例えば空気タイヤ、タイヤトレッド、ケーブル外被、チューブ、駆動ベルト、ベルトコンベヤー、ロール被覆、タイヤ、靴底、パッキンリングおよび緩衝部材である。
【００３５】
更に、本発明による珪酸は、通常、珪酸が使用されるような全ての使用分野、例えばバッテリー分離板へ、粘着防止剤として、着色剤および塗料中の艶消剤として、農業用製品および栄養剤の担持剤として、被覆へ、印刷用インキへ、消化粉末へ、プラスチックへ、非インパクトプリンティングの範囲へ、紙料へ、パーソナルケアの範囲へおよび特殊な使用へ使用されてよい。非インパクトプリンティングの範囲、例えばインクジェット法への使用は、
濃稠化のためまたは噴霧および貯蔵を回避するための印刷インキへの本発明による珪酸の使用、
印刷インキの滲みを回避し、輪郭視認性（Bildgrundruhe）およびコントラストを改善し、ドットの鮮鋭度および色の明度を改善する熱昇華のための、充填剤としての紙、塗工顔料、トレーシングペーパー（LIchtpauspapier）、熱転写用紙への本発明による珪酸の使用である。
【００３６】
パーソナルケアの範囲の使用は、例えば薬学またはボディーケアの範囲の充填剤または濃稠化剤としての本発明による珪酸の使用である。
【００３７】
場合によっては、本発明による珪酸は、式Ｉ〜ＩＩＩ：
[ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)ｒ(Ａｌｋ)ｍ(Ａｒ)ｐ]ｑ[Ｂ] （Ｉ）、
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルキル) （ＩＩ）、または
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルケニル) （ＩＩＩ）
〔上記式中、
Ｂは、−ＳＣＮ、−ＳＨ、−Ｃｌ、−ＮＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨＣＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＣＨ３）ＣＨ２（ｑが１である場合）または−Ｓｗ−（ｑが２である場合）を表わし、この場合Ｂは、化学的にＡｌｋに結合しており、
ＲおよびＲ１は、場合によっては次の基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、アクリレート基、メタクリレート基、オルガノシラン基で置換されていてよい、２〜３０個のＣ原子を有する脂肪族基、オレフィン系基、芳香族基またはアリール芳香族基を表わし、この場合ＲおよびＲ１は、同一かまたは異なる意味を有していてよいし、同一かまたは異なる置換基を有していてよく、
ｎは、０、１または２であり、
Ａｌｋは、１〜６個の炭素原子を有する２価の非分枝鎖状または分枝鎖状炭化水素基を表わし、
ｍは、０または１であり、
Ａｒは、次の置換基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、オルガノシラン基で置換されていてよい６〜１２個のＣ原子、有利に６個のＣ原子を有するアリール基を表わし、
ｐは、０または１であり、但し、この場合ｐとｎは、同時には０を意味しないものとし、
ｑは、１または２であり、
ｗは、２〜８の数であり、
ｒは、１、２または３であり、但し、この場合ｒ＋ｎ＋ｍ＋ｐは、４であるものとし、
アルキルは、１〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の飽和炭化水素を表わし、
アルケニルは、２〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の不飽和炭化水素を表わす〕で示されるシランまたはオルガノシランで変性されていてよい。
【００３８】
また、本発明による珪酸は、組成式：
ＳｉＲ２４−ｎＸｎ（この場合、ｎは、１、２、３、４である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＮ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＯＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＮＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、ｚは、１以上、１００００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）で示される珪素有機化合物で変性されていてよい。この化合物は、直鎖状シラン化合物、環式シラン化合物および分枝鎖状シラン化合物、直鎖状シラザン化合物、環式シラザン化合物および分枝鎖状シラザン化合物ならびに直鎖状シロキサン化合物、環式シロキサン化合物および分枝鎖状シロキサン化合物である。Ｒ２は、１〜２０個の炭素原子を有する置換されたアルキル基および／またはアリール基および／または置換されていないアルキル基および／またはアリール基であり、これらの基は、官能性基、例えばヒドロキシ基、アミノ基、ポリエーテル基、例えば酸化エチレンおよび／または酸化プロピレンおよびハロゲン化物基、例えばフッ化物で置換されていてよい。また、Ｒ２は、アルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基およびアリール基ならびに硫黄含有基のような基を含有していてもよい。Ｘは、シラノール基、アミノ基、チオール基、ハロゲン基、アルコキシ基、アルケニル基および水素基であることができる。
【００３９】
好ましくは、組成式：ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、ｚは、１以上、１００００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）で示される直鎖状ポリシロキサンが使用され、この場合Ｒ２は、有利にメチルによって表わされる。
【００４０】
特に好ましくは、組成式：ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、１以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、１以下であり、ｚは、１以上、１０００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）で示されるポリシロキサンが使用され、この場合Ｒ２は、有利にメチルによって表わされる。
【００４１】
場合によっては造粒されたか、非造粒であるか、微粉砕されたか、および／または微粉砕されていない沈降珪酸は、沈降珪酸１００部に対して０．５〜５０部、殊に沈降珪酸１００部に対して１〜１５部の混合物の記載された１つ以上のオルガノシランで変性され、この場合沈降珪酸とオルガノシランとの反応は、混合物の製造中に（インシトゥ（in-situ）で）かまたはそれ以外に該混合物の噴霧および引続く熱処理、オルガノシランと珪酸懸濁液との混合および引続く乾燥および熱処理によって実施されることができる（例えば、ドイツ連邦共和国特許第３４３７４７３号明細書およびドイツ連邦共和国特許第１９６０９６１９号明細書）かまたはドイツ連邦共和国特許第１９６０９６１９号明細書またはドイツ連邦共和国特許第４００４７８１号明細書に記載された方法により実施されることができる。
【００４２】
有機珪素化合物としては、原則的に一面でシラノール基含有充填剤へのカップリングを実現させることができ、他面、ポリマーへのカップリングを実現させることができる全ての二官能価シランが適している。有機珪素化合物の通常使用される量は、沈降珪酸の全体量に対して１〜１０質量％である。
【００４３】
前記の有機珪素化合物の例は、次の通りである：
ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルファン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン。他の有機珪素化合物は、ＷＯ ９９／０９０３６、欧州特許第１１０８２３１号明細書、ドイツ連邦共和国特許第１０１３７８０９号明細書、ドイツ連邦共和国特許第１０１６３９４５号明細書、ドイツ連邦共和国特許第１０２２３６５８号明細書中に記載されている。
【００４４】
本発明の１つの好ましい実施態様において、シランとしてビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファンが使用されうる。
【００４５】
本発明による珪酸は、エラストマー混合物、タイヤまたは加硫化可能なゴム混合物中に強化充填剤としてゴム１００部に対して５〜２００部の量で粉末、球状製品または顆粒として、シラン変性剤と一緒にならびにシラン変性剤なしに混入されることができる。ゴム混合物およびエラストマー混合物は、本発明の範囲内で等量とみなすことができる。
【００４６】
珪酸表面上のシラノール基は、ゴム混合物中または天然ゴム混合物中で可能な化学的反応成分としてカップリング試薬と一緒に機能する。このカップリング試薬は、例えばゴムマトリックス上への珪酸の結合を可能にする二官能価シラン、例えばビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファンである。即ち、できるだけ大きい数のシラノール基によって、珪酸とカップリング試薬とのカップリングの高い確率が達成され、それによってゴムマトリックス上への珪酸の結合の高い確率が達成され、このことは、最終的によりいっそう高い強化潜在性を導く。シアーズ数Ｖ２は、珪酸のシラノール基数を記載するための１つの基準であり、一方、珪酸のＢＥＴ表面積は、この珪酸の比表面積であり、この場合この比表面積は、化合物の加工挙動および別のゴム工業的性質に対して大きな影響を及ぼす。しかし、シラノール基の絶対数の記載は、沈降珪酸を十分に特性決定するためには十分ではない。それというのも、高い表面積を有する沈降珪酸は、一般に低い表面積を有する沈降珪酸よりも高い絶対数のシラノール基を有しているからである。従って、シアーズ数Ｖ２／ＢＥＴからの商は、重要である。即ち、シラノール基によって発生される強化潜在性は、導入された比表面積単位について表記することができる。
【００４７】
専ら本発明による珪酸を充填剤としての記載されたオルガノシランを有するかまたは有しないで含有する混合物と共に、エラストマー混合物またはゴム混合物は、付加的に１つ以上の多少とも強化する充填剤で充填されていてよい。
【００４８】
他の充填剤としては、次の材料を使用することができる：
カーボンブラック：この場合に使用することができるカーボンブラックは、フレームカーボンブラック法、ファーネスカーボンブラック法またはガスカーボンブラック法により製造されており、２０〜２００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有する、例えばＳＡＦカーボンブラック、ＩＳＡＦカーボンブラック、ＨＳＡＦカーボンブラック、ＨＡＦカーボンブラック、ＦＥＦカーボンブラックまたはＧＰＦカーボンブラックである。前記カーボンブラックは、場合によってはヘテロ原子、例えば珪素を含有していてもよい。
例えば、珪素ハロゲン化物の焔内加水分解によって製造された高分散性熱分解法珪酸。この珪酸は、場合によっては別の金属酸化物、例えばＡｌ酸化物、Ｍｇ酸化物、Ｃａ酸化物、Ｂａ酸化物、Ｚｎ酸化物および酸化チタンとの混合酸化物として存在していてもよい。
他の商業的珪酸。
２０〜４００ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１０〜４００ｎｍの一次粒径を有する合成珪酸、例えば珪酸アルミニウム、アルカリ土類金属珪酸塩、例えば珪酸マグネシウムまたは珪酸カルシウム。
合成または天然の酸化アルミニウムおよび水酸化アルミニウム。
天然の珪酸塩、例えばカオリン、別の天然に由来する二酸化珪素化合物。
ガラス繊維およびガラス繊維製品（マット、ストランド）または微細なガラス玉。
澱粉および変性された澱粉型。
天然充填剤、例えばクレーおよび珪酸白亜。
【００４９】
また、この場合、混合比は、オルガノシランの計量供給の場合と同様に、完成されたゴム混合物の達成すべき特性プロフィールにより左右される。本発明による珪酸と上記の別の記載された充填剤（ならびに混合物）との５〜９５％の比は、考慮することができ、前記範囲内でも実現される。
【００５０】
特に好ましい実施態様において、場合によってはそれぞれゴム１００質量部に対してカーボンブラック０〜１００質量部ならびに有機珪素化合物１〜１０質量部と一緒に、全部または部分的に本発明による珪酸からなる珪酸１０〜１５０質量部は、前記混合物の製造に使用されてよい。
【００５１】
本発明による珪酸、オルガノシランおよび別の充填剤と共に、エラストマーは、ゴム混合物の他の重要な成分を形成する。この場合には、単独のポリマーとしてかまたは別のゴム、例えば天然ゴム、ポリブタジエン（ＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、殊に溶液重合法により製造された、１〜６０質量％、有利に２〜５０質量％のスチレン含量を有するスチレン／ブタジエンコポリマー（ＳＢＲ）、ブチルゴム、イソブチレン／イソプレンコポリマー（ＩＩＲ）、５〜６０質量％、有利に１０〜５０質量％のアクリルニトリル含量を有するブタジエン／アクリルニトリルコポリマー（ＮＢＲ）、部分水素化されたかまたは完全に水素化されたＮＢＲゴム（ＨＮＢＲ）、エチレン／プロピレン／ジエンコポリマー（ＥＰＤＭ）ならびに前記ゴムの混合物との混合物（配合物）として、油で希釈されているかまたは希釈されていない天然および合成のエラストマーを挙げることができるであろう。
【００５２】
更に、記載されたゴムとのゴム混合物のためには、次の付加的なゴムがこれに該当する：カルボキシゴム、エポキシゴム、トランスポリペンテナマー、ハロゲン化されたブチルゴム、２−クロロ−ブタジエン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−プロピレンコポリマーからのゴム、場合によっては天然ゴムの化学的誘導体ならびに変性された天然ゴム。
【００５３】
好ましい合成ゴムは、例えばW. Hofmann, "Kautschuktechnologie", Genter Verlag, Stuttgart 1980に記載されている。
【００５４】
本発明によるタイヤの製造には、殊に−５０℃を上廻るガラス転移温度を有する、アニオン重合されたＬＳＢＲゴム（溶液ＳＢＲ）ならびにこのＬＳＢＲゴムとジエンゴムとの混合物が重要である。
【００５５】
本発明による珪酸は、シランを用いてかまたは用いずに、全てのゴムの用途、例えば成形体、空気タイヤ、タイヤトレッド、輸送ベルト、ベルトコンベヤー、パッキンリング、駆動ベルト、チューブ、靴底、ケーブル外被、ロール被覆、緩衝部材等に使用されてよい。
【００５６】
前記珪酸の混入および前記珪酸を含有する混合物の製造は、ゴム工業で通常の方法で内部混合機またはローリングミル上で有利に８０〜２００℃で行なわれる。珪酸の供給形または使用形は、粉末、球状製品または顆粒として生じることができる。また、この場合、本発明による珪酸は、公知の明るい充填剤とは区別されない。
【００５７】
本発明によるゴム加硫物は、他のゴム助剤、例えば反応促進剤、老化防止剤、熱安定剤、光安定剤、オゾン安定剤、加工助剤、可塑剤、粘着剤、発泡剤、染料、顔料、ロウ、希釈剤、有機酸、遅延剤、金属酸化物ならびに活性剤、例えばトリエタノールアミン、ポリエチレングリコール、ヘキサントリオールを通常の計量供給物中に含有することができる。前記化合物は、ゴム工業において公知である。
【００５８】
ゴム助剤は、なかんずく使用目的により左右される公知の量で使用されてよい。通常の量は、例えば使用されるゴムに対して０．１〜５０質量％の量である。架橋剤としては、硫黄または硫黄を供与する物質が使用される。更に、本発明によるゴム混合物は、加硫促進剤を含有することができる。適当な主要促進剤の例は、０．５〜３質量％の量のメルカプトベンズチアゾール、スルフェンアミド、チウラム、ジチオカルバメートである。共促進剤（Cobeschleuniger）の例は、０．５〜５質量％の量のグアニジン、チオ尿素およびチオカルボネートである。硫黄は、通常、使用されるゴムに対して０．１〜１０質量％、有利に１〜３質量％の量で使用されてよい。
【００５９】
本発明による珪酸は、促進剤および／または硫黄で、しかも過酸化物で架橋可能であるゴム中で使用されてよい。
【００６０】
本発明によるゴム混合物の加硫は、１００〜２００℃、有利に１３０〜１８０℃の温度で場合によっては１０〜２００バールの圧力で行なうことができる。ゴムと充填剤、場合によってはゴム助剤および有機珪素化合物との混合は、公知の混合装置中、例えばロール、内部混合機および混合押出機中で実施されてよい。
【００６１】
本発明によるゴム混合物は、成形体の製造、例えば空気タイヤ、夏用タイヤ、冬用タイヤおよび全季節用タイヤのタイヤトレッド、乗用車（ＰＫＷ）用タイヤ、輸送用車両のタイヤ、オートバイのタイヤ、タイヤ下部構造部材、ケーブル外被、チューブ、駆動ベルト、ベルトコンベヤー、ロール被覆、靴底、パッキンリングおよび緩衝部材の製造に適している。
【００６２】
本発明による珪酸は、該珪酸が高分散性であり、ゴム加硫物の僅かな微孔性のためにゴム加硫物に高いゴム活性を備えさせ、それによって高い強度を付与するという利点を有する。
【００６３】
更に、公知技術水準による珪酸と同じゴム混合物と比較して、本発明による珪酸は、加硫時間における利点を示す。
【００６４】
本発明によるゴム混合物は、殊に乗用車のタイヤトレッドおよびオートバイのタイヤトレッドの製造に適しており、また、良好な磨耗抵抗の際に低減された転がり抵抗および良好な冬期適性を有する輸送用車両のタイヤトレッドの製造に適している。
【００６５】
更に、本発明によるゴム混合物は、有機珪素化合物の添加なしに典型的なタイヤトレッド用カーボンブラックとの配合物で建設機械用タイヤ、農業機械用タイヤおよび鉱山機械用タイヤのカット・アンド・チップ（Cut & Chip）挙動の改善にも適している（定義および他の詳細は、Dr. W. NiedermeierのTire Tech 2003 Hamburgに記載された"New insights into the tear mechanism"およびその中の参考文献参照）。
【００６６】
本発明による沈降珪酸の反応条件および物理的／化学的データは、次の方法により測定される：
珪酸の湿分の測定
前記方法により、ＩＳＯ ７８７−２に関連して、珪酸の揮発性含量（以下、簡略化のために湿分と呼ぶ）は、１０５℃で２時間の乾燥後に測定される。この乾燥損失は、一般に主に湿度（Wasserfeuchtigkeit）からなる。
【００６７】
実施
研磨された蓋を有する乾燥された目盛付きフラスコ（直径８ｃｍ、高さ３ｃｍ）中に粉末状、球状または顆粒の珪酸１０ｇを０．１ｍｇで正確に計量供給する（計量供給量Ｅ）。蓋を開いた際に、試料を１０５±２℃で２時間乾燥する。引続き、目盛付きフラスコを閉じ、デシケーター中で乾燥剤としてのシリカゲルで室温に乾燥する。検定量Ａを質量測定により測定する。
【００６８】
％での湿分を（（Ｅ ｇ − Ａ ｇ）＊１００％）／（Ｅ ｇ）により測定する。
【００６９】
珪酸の変更されたシアーズ数の測定
ｐＨ６〜ｐＨ９の範囲内の水酸化カリウム溶液を用いての珪酸の滴定によって、変更されたシアーズ数（以下、シアーズ数Ｖ２と呼ぶ）は、遊離ヒドロキシ基の数に関する基準として定めることができる。
【００７０】
測定法は、次の化学反応を基礎とし、この場合”Ｓｉ”−ＯＨは、珪酸のシラノール基を符号化したものである：
”Ｓｉ”−ＯＨ ＋ ＮａＣｌ → ”Ｓｉ”−ＯＮａ ＋ ＨＣｌ
ＨＣｌ ＋ ＫＯＨ → ＫＣｌ ＋ Ｈ２Ｏ。
【００７１】
実施
湿分５±１％を有する粉末状、球状または顆粒の珪酸１０．００ｇをＩＫＡ−汎用ミルＭ ２０（５５０Ｗ；２００００ｒ.ｐ.ｍ.）を用いて６０秒間微粉砕する。場合によっては、出発物質の湿分含量は、乾燥箱中での１０５℃での乾燥によってかまたは均一な湿潤によって調節されなければならず、微粉砕を繰り返さなければならない。こうして処理された珪酸２．５０ｇを室温で２５０ｍｌの滴定容器中で計量供給し、処理ごとにメタノール６０．０ｍｌを添加する。試料を完全に湿潤させた後に、脱イオン水４０．０ｍｌを添加し、ウルトラターラックス（Uitra Turrax）Ｔ ２５撹拌機（攪拌軸ＫＶ−１８Ｇ、直径１８ｍｍ）を用いて１８０００ｒ.ｐ.ｍ.の回転数で３０秒間分散させる。脱イオン水１００ｍｌを用いて、容器縁部および撹拌機に付着する試料粒子を懸濁液中に洗浄除去し、恒温水浴中で２５℃で温度処理する。
【００７２】
ｐＨ測定器（Knick, 型：温度センサーを備えた766 Ph-Meter Calimatic）およびｐＨ電極（Schott社のワンロッド測定ユニット（Einstabmesslkette）、型Ｎ７６８０）を緩衝溶液（ｐＨ７．００および９．００）を使用しながら室温で較正する。ｐＨ測定器を用いて、最初に懸濁液の出発ｐＨ値を２５℃で測定し、その後に結果に応じて、水酸化カリウム溶液（０．１モル／ｌ）または塩酸溶液（０．１モル／ｌ）でｐＨ値を６．００に調節する。ｐＨ６．００までのｍｌでのＫＯＨ溶液またはＨＣｌ溶液の消費量は、Ｖ１′に相当する。
【００７３】
その後に、塩化ナトリウム溶液２０．０ｍｌ（処理ごとにＮａＣｌ２５０．００ｇを脱イオン水で１ ｌになるまで満たす）を供給する。次に、ＫＯＨ０．１モル／ｌを用いて、ｐＨ値が９．００になるまで滴定を継続させる。ｐＨ９．００までのｍｌでのＫＯＨ溶液の消費量は、Ｖ２′に相当する。
【００７４】
引続き、体積Ｖ１′またはＶ２′を最初に１ｇの理論的な計量供給量に規格化し、５で拡大し、それからＶ１およびシアーズ数Ｖ２をｍｌ／（５ｇ）の単位で生じる。
【００７５】
ＢＥＴ表面積の測定
粉末状、球状または顆粒の珪酸の窒素により比表面積（以下、ＢＥＴ表面積と呼ぶ）をＩＳＯ ５７９４−１／Annex Dの記載によりＡＲＥＡ計器（Stroehlein社、JUWE）を用いて測定する。
【００７６】
ＣＴＡＢ表面積の測定
この方法は、ＡＳＴＭ３７６５またはＮＦＴ４５−００７（第５．１２．１．３章）に関連して、珪酸の”外側”表面上でのＣＴＡＢ（Ｎ−ヘキサデシル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムブロミド）の吸着に基づき、この場合この表面は、”ゴムに対して作用する表面”とも呼ばれる。ＣＴＡＢの吸着は、水溶液中で攪拌しながら超音波処理下に行なわれる。過剰量の吸着されなかったＣＴＡＢをＮＤＳＳ（ジオクチルナトリウムスルホスクシネート溶液、”エーロゾル（Aerosol）OT”溶液）を用いての再滴定によってチトロプロセッサー（Titroprozessor）で測定し、この場合終点は、溶液の混濁の最大によって定められており、フォトトローデ（Phototrode）で測定される。実施される全ての操作中の温度は、ＣＴＡＢの晶出を阻止するために２３〜２５℃である。再滴定は、次の反応方程式に基づく：
(C２０H３７O４)SO３Na + BrN(CH３)３(C１６H３３) →
NDSS CTAB
(C２０H３７O４)SO３N(CH３)３(C１６H３３)+NaBr
装置
それぞれｐＨ電極、工業製品Mettler, 型DG 111およびフォトトローデ（Phototrode）を備えた、チトロプロセッサー（Titroprozessor）METTLER トレド（Toledo）型DL 55およびチトロプロセッサー（Titroprozessor）METTLER トレド（Toledo）型DL 70、
工業製品Mettler, 型DP 550、
ポリプロピレンからなる滴定容器１００ｍｌ、
蓋を有する滴定フラスコ、１５０ｍｌ、
圧力濾過装置、内容積１００ｍｌ、
硝酸セルロースからなるメンブランフィルター、孔径０．１μｍ、４７ｍｍφ、例えばWhatman（注文番号7181-004）。
【００７７】
試薬
ＣＴＡＢ（脱イオン水中で０．０１５モル／ｌ）およびＮＤＳＳ（脱イオン水中で０．００４２３モル／ｌ）の溶液を直ちに使用可能であるように購入し（Kraft社, Duisburg: 注文番号6056.4700 CTAB溶液0.015モル／ｌ；注文番号6057.4700 NDSS溶液0.00423モル／ｌ）、２５℃で貯蔵し、１ヶ月間で使用する。
【００７８】
実施
空試験の滴定
ＣＴＡＢ溶液５ｍｌを滴定するためのＮＤＳＳ溶液の消費量は、１日１回全ての測定順序に対して試験することができる。そのために、フォトトローデ（Phototrode）を滴定の開始前に１０００±２０ｍＶに調節する（１００％の透明度に相当する）。
【００７９】
ＣＴＡＢ溶液正確に５．００ｍｌを滴定容器にピペットで注入し、脱塩水５０．０ｍｌを添加する。攪拌しながらＮＤＳＳ溶液を用いての滴定を、当業者に常用の測定方法によりチトロプロセッサー（Titroprozessor）ＤＬ５５で溶液の混濁が最大になるまで行なう。ｍｌでのＮＤＳＳ溶液に対する消費量ＶＩを測定する。全ての滴定は、３回の測定として実施することができる。
【００８０】
吸着
５±２％の湿分含量を有する粉末状、球状または顆粒の珪酸１０．０ｇ（場合によっては湿分含量を乾燥箱中での１０５℃での乾燥または均一な湿潤化によって調節する）をミル（Krups, モデルＫＭ７５、製品番号2030-70）で３０秒間微粉砕する。微粉砕された試料正確に５００．０ｍｇを、電磁攪拌小棒を備えた滴定容器１５０ｍｌ中に移し、ＣＴＡＢ溶液正確に１００．０ｍｌを供給する。この滴定容器を蓋で閉じ、電磁撹拌機で１５分間攪拌する。疎水性珪酸をウルトラターラックス（Uitra Turrax）Ｔ２５撹拌機（攪拌軸ＫＶ−１８Ｇ、直径１８ｍｍ）で１８０００ｒ.ｐ.ｍ.で完全に湿潤するまで最大１分間攪拌する。滴定容器をチトロプロセッサー（Titroprozessor）ＤＬ７０上にねじ止めし、懸濁液のｐＨ値をＫＯＨ（０．１モル／ｌ）で９±０．０５の値に調節する。滴定容器中の懸濁液を超音波浴（Bandelin, Sonorex RK 106 S, 35kHz）中で２５℃で４分間超音波に暴露する。引続き、即座の圧力濾過をメンブランフィルターを通して１．２バールの窒素圧力で行なう。５ｍｌの前濾液を廃棄する。
【００８１】
滴定
残りの濾液５．００ｍｌを１００ｍｌの滴定容器中にピペットで注入し、脱イオン水で５０．００ｍｌになるまで満たす。滴定容器をチトロプロセッサー（Titroprozessor）ＤＬ５５上にねじ止めし、攪拌しながら滴定をＮＤＳＳ溶液で混濁が最大になるまで行なう。ｍｌでのＮＤＳＳ溶液に対する消費量ＶＩＩを測定する。全ての混濁は、３回の測定として実施することができる。
【００８２】
計算
測定値
ＶＩ ＝空試験試料の滴定の際のｍｌでのＮＤＳＳ溶液の消費量
ＶＩＩ ＝濾液を使用した際のＮＤＳＳ溶液の消費量
により、
ＶＩ／ＶＩＩ ＝空試験試料の物質量ＣＴＡＢ／濾液試料中になお存在する物質量ＣＴＡＢが判明する。
【００８３】
そのことから、ｇでのＣＴＡＢ上に吸着された物質量Ｎについては、次のことが判明する：
Ｎ＝（（ＶＩ−ＶＩＩ）＊５．５ｇ＊５ｍｌ）／（ＶＩ＊１０００ｍｌ）。
【００８４】
濾液１００ｍｌから５ｍｌのみを滴定したので、定義された湿分の珪酸０．５ｇを使用し、ＣＴＡＢ１ｇの場所の需要は、５７８４３５＊１０−３ｍ２であり、次式から明らかである：
ＣＴＡＢ表面積（水で修正されていない）ｍ２／ｇ＝（Ｎ＊２０＊５７８．４３５ｍ２／ｇ）／（０．５ｇ）および
ＣＴＡＢ表面積（水で修正されていない）ｍ２／ｇ＝（ＶＩ−ＶＩＩ）＊６３６．２７８５ｍ２／ｇ）／ＶＩ。
【００８５】
ＣＴＡＢ表面積は、無水珪酸に関連し、そのために次の訂正が実施される。
ｍ２／ｇでのＣＴＡＢ表面積＝（ＣＴＡＢ表面積（水で修正されていない）ｍ２／ｇ＊１００％）／（１００％−湿分％）。
【００８６】
沈降珪酸の吸収能の１つの基準であるＤＢＰ吸収率（ＤＢＰ数）を規格ＤＩＮ５３６０１に関連して次のように測定する：
実施
湿分含量０〜１０％を有する粉末状または球状の珪酸１２．５０ｇ（場合によっては、湿分含量を乾燥箱中で１０５℃で乾燥することによって調節する）をブラベンダー−アブソルプトメーター（Brabender-Absorptometer）”Ｅ”の混練室（製品番号279061）中に供給する（回転モーメント供給装置（Drehnomentaufnehmer）の出発フィルターの蒸発なしに）。顆粒の場合には、３．１５〜１ｍｍの篩分け画分（Retsch社の特殊鋼製篩）を使用する（３．１５ｍｍの目開きを有する篩を通してのプラスチックスパチュラを用いての顆粒の温和な圧縮による）。数時間混合しながら（混練機羽根の回転速度１２５ｒ.ｐ.ｍ.）、室温で”ドシメートブラベンダー（Dosimaten Brabender）”Ｔ９０／５０によってジブチルフタレートを４ｍｌ／分の速度で混合物中に滴加する。混入は、僅かな力需要でのみ行なわれ、デジタル表示装置につき追跡される。測定の終結時に、混合物は、ペースト状になり、このことは、力需要の急勾配の上昇により表示される。６００ディジット（０．６Ｎｍの回転モーメント）が表示された場合には、電気的接点によって混練機ならびにＤＢＰ計量供給部のスイッチは切られる。ＤＢＰ供給のための同期電動機は、自動計数器と結合されており、したがってｍｌでのＤＢＰの消費量は、読み取ることができる。
【００８７】
評価
ＤＢＰ吸収率は、ｇ／（１００ｇ）で記載され、次の式につき測定されたＤＢＰ消費量から計算される。ＤＢＰの密度は、典型的には２０℃で１．０４７ｇ／ｍｌである。
【００８８】
ＤＢＰ吸収率ｇ／（１００ｇ）＝（（ＤＢＰの消費量ｍｌ）＊（ＤＢＰの密度ｇ／ｍｌ）＊１００）／（１２．５ｇ）。
【００８９】
ＤＢＰ吸収率は、乾燥された無水珪酸について定義されている。湿った沈降珪酸を使用する場合には、値は、次の補正表によって補正することができる。含水量に相当する補正値は、実験により測定されたＤＢＰ値に加算され、例えば５．８％の含水量は、ＤＢＰ吸収率に関連して３３ｇ／（１００ｇ）の上乗せ分を意味する。
【００９０】
【表１】
【００９１】
ｐＨ値の測定
ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ７８７−９に関連する方法は、珪酸の水性懸濁液のｐＨ値を２０℃で測定するために使用される。そのために、試験すべき試料の水性懸濁液が製造される。この懸濁液を短時間振盪した後、この懸濁液のｐＨ値を先に較正されたｐＨ計器により測定する。
【００９２】
実施
ｐＨ測定の実施前に、ｐＨ測定装置（Schott社のワンロッド測定ユニット（Einstabmesslkette）、型Ｎ７６８０）を毎日、緩衝溶液を使用しながら２０℃で較正することができる。較正関数は、使用される２つの緩衝溶液が試料の予想されるｐＨ値を含むように選択することができる（ｐＨ４．００および７．００、ｐＨ７．００およびｐＨ９．００ならびに場合によってはｐＨ７．００および１２．００を有する緩衝溶液）。顆粒を使用する場合には、最初に珪酸２０．０ｇをミル（Krups社、型KM 75、製品番号2030-70）により２０秒間微粉砕する。
【００９３】
湿分含量５±１％（場合によっては、湿分含量は、乾燥箱中で１０５℃で乾燥するかまたは均一に湿潤させることによって、場合による微粉砕前に調節される）を有する粉末状または球状の珪酸５．００ｇを、精密天秤上で０．０１ｇで正確に先に正味質量を分銅によって補正した広口瓶中に計量供給する。脱イオン水９５．０ｍｌを試料に供給する。引続き、この懸濁液を閉じた容器中で５分間、振盪装置（Gerhardt, Modell LS10, 55W, 段階７）により室温で振盪させる。ｐＨ値は、この振盪装置の直後に測定される。そのために、電極を最初に脱イオン水で、次に懸濁液の一部分ですすぎ洗いし、引続き懸濁液中に浸漬する。前記懸濁液中にマグネットフィッシュ（Magnetfisch）を添加した後、一定の攪拌速度で懸濁液の弱い渦巻き流の形成を伴ないながらｐＨ測定を実施する。ｐＨ計器が不変の値を表示した際に、ｐＨ値を表示装置から読み取る。
【００９４】
疎水性珪酸を使用しながら同様に実施するが、しかし、湿分含量５±１％を有する、場合によっては微粉砕された試料５．００ｇを精密天秤上で０．０１ｇで正確に先に正味質量を分銅によって補正した広口瓶中に計量供給する。処理ごとにメタノール５０．０ｍｌおよび脱イオン水５０．０ｍｌを添加し、引続き懸濁液を閉じた容器中で５分間、振盪装置（Gerhardt, Modell LS10, 55W, 段階７）により室温で振盪させる。ｐＨ値は、同様に攪拌しながらではあるが、しかし、正確に５分後に測定される。
【００９５】
フィルターケーキの固体含量の測定
この方法によれば、フィルターケーキの固体含量を揮発性含量の除去によって１０５℃で測定する。
【００９６】
実施
正味質量を分銅によって補正した、乾燥した陶磁器製シャーレ（直径２０ｃｍ）中にフィルターケーキ１００．００ｇを計量供給する（計量供給量Ｅ）。場合によっては、フィルターケーキをスパチュラで微粉砕し、最大１ｃｍ３の脆い団塊を得ることができる。この試料を１０５±２℃で乾燥箱中で質量が一定になるまで乾燥させる。引続き、この試料をデシケーター中で乾燥剤としてのシリカゲルで室温に冷却する。検定量Ａを質量測定により測定する。
【００９７】
％での固体含量を１００％−（（（Ｅ ｇ−Ａ ｇ）＊１００％）／（Ｅ ｇ））により測定する。
【００９８】
導電率の測定
珪酸の導電率（ＬＦを水性懸濁液中で実施する。
【００９９】
実施
顆粒を使用する場合には、最初に珪酸２０．０ｇをミル（Krups, モデルＫＭ７５、製品番号2030-70）で２０秒間微粉砕する。湿分含量５±１％（場合によっては、湿分含量は、乾燥箱中で１０５℃で乾燥するかまたは均一に湿潤させることによって、場合による微粉砕前に調節される）を有する粉末状または球状の珪酸４．００ｇを、脱イオン水５０．０ｍｌ中に懸濁させ、１分間１００℃に加熱する。２０℃に冷却した試料を正確に１００ｍｌに増量し、振盪によって均一化する。
【０１００】
導電率測定装置ＬＦ ５３０（WTW社）の測定セルを僅かな試料量で洗浄し、その後にこの測定セルＬＴＡ０１を懸濁液中に浸漬する。ディスプレイに表示される値は、２０℃での導電率に相当する。それというのも、外部の温度センサーＴＦＫ５３０は、自動温度補償を実施するからである。温度係数ならびにセル定数ｋは、全ての測定順序に対して試験することができる。
【０１０１】
較正溶液としては、塩化カリウム溶液０．０１モル／ｌが使用される（２０℃でＬＦ＝１２７８μＳ／ｃｍ）。
【０１０２】
沈降懸濁液の固体含量の測定
沈降懸濁液の固体含量を質量測定により試料の濾過後に測定する。
【０１０３】
実施
均質化した沈降懸濁液（Ｖ懸濁液）１００．０ｍｌを室温で測定シリンダーにより測定する。この試料を陶磁器製吸引漏斗中の円形フィルター（型５７２、Schleicher & Schuell社）により吸引濾過するが、しかし、フィルターケーキの亀裂形成を回避させるために乾燥するまで吸引濾過しない。引続き、フィルターケーキを脱イオン水１００．０ｍｌで洗浄する。洗浄除去されたフィルターケーキを完全に吸引濾過し、正味質量を分銅によって補正した陶磁器製シャーレ中に移し、乾燥箱中で１０５±２℃で質量が一定になるまで乾燥させる。乾燥された珪酸の質量（ｍ試料）を測定する。固体含量は、次のようにして測定される：
固体含量ｇ／ｌ＝（ｍ試料 ｇ）／（Ｖ懸濁液 ｌ）
アルカリ数の測定
アルカリ数（ＡＺ）の測定としては、ｐＨ値が８．３０までのアルカリ溶液または懸濁液の直接の電位差滴定でｍｌでの塩酸の消費量が当てはまる（試料体積５０ｍｌ、水５０ｍｌおよび０．５モル/ｌの濃度の使用される塩酸の場合）。それによって、溶液または懸濁液に遊離アルカリ含量が検出される。
【０１０４】
実施
ｐＨ計器（Knick社, 型温度センサーを備えたｐＨ計器Calimatic）およびｐＨ電極（）（Schott社のワンロッド測定ユニット（Einstabmesslkette）、型Ｎ７６８０）を２つの緩衝溶液（ｐＨ＝７．００およびｐＨ＝１０．００）により室温で較正する。前記のワンロッド測定ユニットを試料５０．０ｍｌおよび脱イオン水５０．０ｍｌからなる、４０℃に温度調節された測定溶液または測定懸濁液中に浸漬する。引続き、滴下法で濃度０．５モル／ｌの塩酸溶液を、８．３０の一定のｐＨ値に調節させるまで添加する。珪酸と遊離アルカリ金属含量との最初に徐々に現れる平衡のために、酸消費量が最終的に読み取られるまで１５分間の待ち時間が必要とされる。選択された物質量および濃度の場合、ｍｌでの読み取られた塩酸消費量は、無次元で記載されるアルカリ数に直接相当する。
【０１０５】
次の実施例は、本発明を詳説するが、しかし、この範囲に制限されるものではない。
【０１０６】
例１
珪酸１
プロペラ攪拌系および二重ジャケットヒーターを備えた、不銹特殊鋼からなる反応器中に、水１５５０ ｌならびに水ガラス１４１．４ｋｇ（密度１．３４８ｋｇ／ｌ、ＳｉＯ２２７．０％、Ｎａ２Ｏ８．０５％）を装入する。引続き、強力に攪拌しながら９２℃で８０分間、上記の水ガラス５．５０５ｋｇ／分および硫酸約０．６５ｋｇ／分（密度１．８３ｋｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４９６％）を供給する。この硫酸の計量供給を、反応媒体中で２０のＡＺ数が占めているように調節する。引続き、水ガラスの添加を停止させ、硫酸を９．０のｐＨ（室温で測定された）が達成されるまでさらに供給する。硫酸の添加を停止させ、得られた懸濁液を９０℃で６０分間さらに攪拌する。引続き、硫酸の添加量を再び吸収させ、ｐＨ値（室温で測定した）を３．５に調節する。得られた懸濁液を膜型フィルタープレスで濾過し、水で洗浄した。固体含量２３％を有するフィルターケーキを硫酸水溶液および剪断装置で液化する。引続き、固体含量１９％および３．７のｐＨ値を有する珪酸供給量をアンモニアの計量供給下に噴霧乾燥する。
【０１０７】
得られた粉末Ｉａは、１１４ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１２３ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。選択的に得られたノズル塔乾燥されたMicro Bead Produkt Ibは、１２６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１２３ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。
【０１０８】
珪酸ＩＩ
プロペラ攪拌系および二重ジャケットヒーターを備えた、不銹特殊鋼からなる反応器中に、水１５５０ ｌならびに水ガラス１４１．４ｋｇ（密度１．３４８ｋｇ／ｌ、ＳｉＯ２２７．０％、Ｎａ２Ｏ８．０５％）を装入する。引続き、強力に攪拌しながら９２℃で８０分間、上記の水ガラス５．５０５ｋｇ／分および硫酸約０．６５ｋｇ／分（密度１．８３ｋｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４９６％）を供給する。この硫酸の計量供給を、反応媒体中で２０のＡＺ数が占めているように調節する。引続き、水ガラスの添加を停止させ、硫酸を７．０のｐＨ（室温で測定された）が達成されるまでさらに供給する。硫酸の添加を停止させ、得られた懸濁液を９０℃で６０分間さらに攪拌する。引続き、硫酸の添加量を再び吸収させ、ｐＨ値（室温で測定した）を３．５に調節する。得られた懸濁液を膜型フィルタープレスで濾過し、水で洗浄した。固体含量２２％を有するフィルターケーキを硫酸水溶液および剪断装置で液化する。引続き、固体含量１９％および３．６のｐＨ値を有する珪酸供給量をアンモニアの計量供給下にノズル塔乾燥する。
【０１０９】
得られたMicro Bead Produktは、１１６ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１１７ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。
【０１１０】
珪酸ＩＩＩ
プロペラ攪拌系および二重ジャケットヒーターを備えた、不銹特殊鋼からなる反応器中に、水１５５０ ｌならびに水ガラス１４１．４ｋｇ（密度１．３４８ｋｇ／ｌ、ＳｉＯ２２７．０％、Ｎａ２Ｏ８．０５％）を装入する。引続き、強力に攪拌しながら９２℃で１００分間、上記の水ガラス５．５０５ｋｇ／分および硫酸約０．６５ｋｇ／分（密度１．８３ｋｇ／ｌ、Ｈ２ＳＯ４９６％）を供給する。この硫酸の計量供給を、反応媒体中で２０のＡＺ数が占めているように調節する。引続き、水ガラスの添加を停止させ、硫酸を９．０のｐＨ（室温で測定された）が達成されるまでさらに供給する。硫酸の添加を停止させ、得られた懸濁液を９０℃で６０分間さらに攪拌する。引続き、硫酸の添加量を再び吸収させ、ｐＨ値（室温で測定した）を３．５に調節する。得られた懸濁液を膜型フィルタープレスで濾過し、水で洗浄した。固体含量２３％を有するフィルターケーキを硫酸水溶液および剪断装置で液化する。引続き、固体含量１９％および３．８のｐＨ値を有する珪酸供給量をアンモニアの計量供給下に噴霧乾燥する。
【０１１１】
得られた粉末状生成物は、１０２ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積および１０４ｍ２／ｇのＣＴＡＢ表面積を有する。
【０１１２】
上記珪酸の物理的データは、次の表中に記載されている：
【０１１３】
【表２】
【０１１４】
例２
例１からの本発明による沈降珪酸ＩｂおよびＩＩをＳ−ＳＢＲ／ＢＲゴム混合物中で試験した。公知技術水準として、デグッサ社（Degussa AG）の簡単に分散可能な珪酸Ultrasil 7000 GR (Ref) を選択した。ゴム混合物に使用される処方は、次の第１表中に記載されている。この場合、単位ｐｈｒは、使用された粗製ゴム１００部に対する質量含分である。
【０１１５】
【表３】
【０１１６】
ポリマーＶＳＬ ５０２５−１は、２５質量％のスチレン含量および７５質量％のブタジエン含量を有するBayer社の溶液重合されたＳＢＲコポリマーである。このコポリマーは、油３７．５ｐｈｒを含有し、５０±４のムーニー粘度（ＭＬ１＋４／１００℃）を有する。ポリマーＢｕｎａ ＣＢ ２４は、少なくとも９７％のシス−１，４−含量および４４±５のムーニー粘度を有するBayer社のシス−１，４−ポリブタジエン（ネオジム型）である。
【０１１７】
Ｘ５０−Ｓは、Degussa社から入手することができる、Ｓｉ ６９[ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン]とカーボンブラックとの５０／５０混合物である。
【０１１８】
芳香族油としては、Chemetall社のNaftolen ZDが使用される。Vulkanox 4020は、Bayer社の６ＰＰＤであり、Protektor G 3108は、HB-Fuller社のオゾン保護ロウである。Vulkacit D/C (DPG)およびVulkacit CZ/EG (CBS)は、Bayer社の市販製品である。Perkazit TBZTDは、Akzo Chemie社から入手することができる。
【０１１９】
ゴム混合物は、内部混合機中で第２表中の混合規定に相応して製造される。第３表中には、ゴム試験ために使用される方法が記載されている。混合物は、１６５℃で２０分間加硫される。第４表は、ゴム工業試験の結果を示す。
【０１２０】
【表４】
【０１２１】
【表５】
【０１２２】
【表６】
【０１２３】
分散係数をメダリア校正（Medaliakorrektur）を含む表面トポグラフィーにより測定した（A. Wehmeier, "Filler Dispersion Analysis by Topography Measurements" Technical Report TR 820, Degussa AG, Advanced Fillers and Pigments Division）。こうして測定された分散係数は、０．９５を上廻る規定基準で、例えばDeutschen Institut fuer Katschuktechnologie e.V., Hannover/Deutschland によって測定されたような光学的に測定された分散係数と関連している（DIK-Workshop, 27. - 28. November 1997, Hannover/Germanyに発表されたH. Geisler, "Bestimmung der Mischguete"）。
【０１２４】
【表７】
【０１２５】
第４表中のデータに確認できるように、本発明による珪酸との混合物ＫＳ ＩｂおよびＫＳ ＩＩは、僅かな微孔性、ひいては表面上での僅かな加速吸着性のために、参照混合物ＲＥＦよりも急速な加硫時間ｔ９０％を示す。前記珪酸の好ましいよりいっそう高い活性は、よりいっそう高い張力値１００％および３００％ならびに高められた強化ファクターに再び反映する。本発明による珪酸との混合物の動的特性データは、同様に改善されている。改善された湿式滑り強さを改善することができる低いボール−リバンド（Ball-Reboud）０℃およびタイヤトレッドの好ましい滑り抵抗を表わす高いボール−リバンド（Ball-Rebound）６０℃が見出される。０℃および６０℃での動的剛性は、参照混合物と比較して同じ水準であり、一方で、ヒステリシス損失tanδ（６０℃）は、有利に低く、このことは、低い滑り抵抗を示す。その上、本発明による珪酸の分散性は、極めて高く、なかんずく公知技術水準による既に簡単に分散可能な珪酸Ultrasil 7000 GRよりも良好であり、それによってタイヤトレッドの耐摩耗性の利点が達成される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の物理的化学的パラメーター：
ＣＴＡＢ表面積 １００〜２００ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 ０．８〜１．０５、
ＤＢＰ数 ２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２ １０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、
湿分 ４〜８％を有することを特徴とする、沈降珪酸。
【請求項２】
ＣＴＡＢ表面積が１００〜１６０ｍ２／ｇである、請求項１記載の沈降珪酸。
【請求項３】
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比が０．９〜１．０３である、請求項１または２記載の沈降珪酸。
【請求項４】
シアーズ数Ｖ２が２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項５】
ＤＢＰ数が２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項６】
ＢＥＴ表面積が８０〜１１０ｍ２／ｇである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項７】
ＢＥＴ表面積が１１０〜１５０ｍ２／ｇである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項８】
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比が０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項９】
沈降珪酸の製造法において、順次に
ａ）７〜１４のｐＨ値を有するアルカリ金属珪酸塩またはアルカリ土類金属珪酸塩の水溶液および／または有機塩基および／または無機塩基の水溶液を装入し、
ｂ）この装入液に攪拌しながら５５〜９５℃で１０〜１２０分間、同時に水ガラスおよび酸性化剤を計量供給し、
ｇ）得られた懸濁液を８０〜９８℃で１〜１２０分間さらに攪拌し、
ｈ）酸性化剤でｐＨ値を２．５〜５の酸性にし、
ｉ）濾過し、乾燥させることを特徴とする、沈降珪酸の製造法。
【請求項１０】
工程ｂ）の後で１〜２回次の工程
ｃ）温度を維持しながら３０〜９０分間の供給の停止および
ｄ）引続き場合によっては同じ温度で攪拌しながら２０〜１２０分間、有利に２０〜８０分間の水ガラスおよび酸性化剤の同時の供給を付加的に実施する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ｂ）またはｄ）の後でｐＨ値を工程ｅ）で酸性化剤の添加によって３〜１１に調節する、請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
ｂ）またはｄ）の後でｐＨ値を工程ｅ）で酸の添加によって７〜１０に調節する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ｐＨ値を付加的な工程ｆ）で塩基性化合物の添加によって８〜１４に上昇させる、請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
塩基としてアルカリ金属珪酸塩および／またはアルカリ土類金属珪酸塩および／またはアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物を使用する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
工程ａ）〜ｈ）の１つの工程中に有機塩または無機塩を添加する、請求項９から１４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
乾燥のために流れ型乾燥機、噴霧乾燥機、棚型乾燥機、ベルト型乾燥機、回転管状乾燥機、フラッシュ乾燥機、回転フラッシュ乾燥機またはノズル塔を使用する、請求項９から１５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
乾燥後に造粒をロール圧密成型機を用いて実施する、請求項９から１６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸において、この沈降珪酸の表面が式Ｉ〜ＩＩＩ：
[ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)ｒ(Ａｌｋ)ｍ(Ａｒ)ｐ]ｑ[Ｂ] （Ｉ）、
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルキル) （ＩＩ）、または
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルケニル) （ＩＩＩ）
〔上記式中、
Ｂは、−ＳＣＮ、−ＳＨ、−Ｃｌ、−ＮＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨＣＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＣＨ３）ＣＨ２（ｑが１である場合）または−Ｓｗ−（ｑが２である場合）を表わし、この場合Ｂは、化学的にＡｌｋに結合しており、
ＲおよびＲ１は、場合によっては次の基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、アクリレート基、メタクリレート基、オルガノシラン基で置換されていてよい、２〜３０個のＣ原子を有する脂肪族基、オレフィン系基、芳香族基またはアリール芳香族基を表わし、この場合ＲおよびＲ１は、同一かまたは異なる意味を有していてよいし、同一かまたは異なる置換基を有していてよく、
ｎは、０、１または２であり、
Ａｌｋは、１〜６個の炭素原子を有する２価の非分枝鎖状または分枝鎖状炭化水素基を表わし、
ｍは、０または１であり、
Ａｒは、次の置換基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、アクリレート基、メタクリレート基、オルガノシラン基で置換されていてよい６〜１２個のＣ原子、有利に６個のＣ原子を有するアリール基を表わし、
ｐは、０または１であり、但し、この場合ｐとｎは、同時には０を意味しないものとし、
ｑは、１または２であり、
ｗは、２〜８の数であり、
ｒは、１、２または３であり、但し、この場合ｒ＋ｎ＋ｍ＋ｐは、４であるものとし、
アルキルは、１〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の飽和炭化水素を表わし、
アルケニルは、２〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の不飽和炭化水素を表わす〕で示されるオルガノシランで変性されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸。
【請求項１９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸において、この沈降珪酸の表面が組成式：
ＳｉＲ２４−ｎＸｎ（この場合、ｎは、１、２、３、４である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＮ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＯＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＮＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、および／または
ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、ｚは、１以上、１００００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）
〔上記式中、
Ｒ２は、１〜２０個の炭素原子を有する置換されたアルキル基および／またはアリール基および／または置換されていないアルキル基および／またはアリール基および／またはアルコキシ基および／またはアルケニル基および／またはアルキニル基および／または硫黄含有基を表わし、
Ｘは、シラノール基、アミノ基、チオール基、ハロゲン基、アルコキシ基、アルケニル基および／または水素基を表わす〕で示される珪素有機化合物で変性されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載の珪酸の製造法において、
沈降珪酸を沈降珪酸１００部に対して０．５〜５０部、殊に沈降珪酸１００部に対して１〜１５部の混合物のオルガノシランで変性し、この場合沈降珪酸とオルガノシランとの反応は、混合物の製造中に（インシトゥ（in-situ）で）かまたはそれ以外に該混合物の噴霧および引続く熱処理、オルガノシランと珪酸懸濁液との混合および引続く乾燥および熱処理によって実施されることを特徴とする、請求項１８または１９記載の珪酸の製造法。
【請求項２１】
エラストマー混合物、加硫化可能なゴム混合物および／または加硫化物、例えば空気タイヤ、タイヤトレッド、ケーブル外被、チューブ、駆動ベルト、ベルトコンベヤー、Ｖ字形ベルト、ロール被覆、タイヤ、靴底、パッキングおよび緩衝部材への請求項１から２０までのいずれか１項に記載の珪酸の使用。
【請求項２２】
バッテリー分離板へ、粘着防止剤として、着色剤および塗料中の艶消剤として、農業用製品および栄養剤の担持剤として、被覆へ、印刷用インキへ、消化粉末へ、プラスチックへ、非インパクトプリンティングの範囲へ、紙料へ、パーソナルケアの範囲への請求項１から２０までのいずれか１項に記載の珪酸の使用。
【請求項２３】
次の物理的化学的パラメーター：
ＣＴＡＢ表面積 １００〜２００ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 ０．８〜１．０５、
ＤＢＰ数 ２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２ １０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、
湿分 ４〜８％
を有する請求項１記載の沈降珪酸を充填剤として含有する、加硫化可能なゴム混合物および加硫化物。
【請求項１】
次の物理的化学的パラメーター：
ＣＴＡＢ表面積 １００〜２００ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 ０．８〜１．０５、
ＤＢＰ数 ２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２ １０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、
湿分 ４〜８％を有することを特徴とする、沈降珪酸。
【請求項２】
ＣＴＡＢ表面積が１００〜１６０ｍ２／ｇである、請求項１記載の沈降珪酸。
【請求項３】
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比が０．９〜１．０３である、請求項１または２記載の沈降珪酸。
【請求項４】
シアーズ数Ｖ２が２０〜３０ｍｌ／（５ｇ）である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項５】
ＤＢＰ数が２５０〜２８０ｇ／（１００ｇ）である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項６】
ＢＥＴ表面積が８０〜１１０ｍ２／ｇである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項７】
ＢＥＴ表面積が１１０〜１５０ｍ２／ｇである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項８】
シアーズ数Ｖ２とＢＥＴ表面積との比が０．１４０〜０．３７０ｍｌ／（５ｍ２）である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の沈降珪酸。
【請求項９】
沈降珪酸の製造法において、順次に
ａ）７〜１４のｐＨ値を有するアルカリ金属珪酸塩またはアルカリ土類金属珪酸塩の水溶液および／または有機塩基および／または無機塩基の水溶液を装入し、
ｂ）この装入液に攪拌しながら５５〜９５℃で１０〜１２０分間、同時に水ガラスおよび酸性化剤を計量供給し、
ｇ）得られた懸濁液を８０〜９８℃で１〜１２０分間さらに攪拌し、
ｈ）酸性化剤でｐＨ値を２．５〜５の酸性にし、
ｉ）濾過し、乾燥させることを特徴とする、沈降珪酸の製造法。
【請求項１０】
工程ｂ）の後で１〜２回次の工程
ｃ）温度を維持しながら３０〜９０分間の供給の停止および
ｄ）引続き場合によっては同じ温度で攪拌しながら２０〜１２０分間、有利に２０〜８０分間の水ガラスおよび酸性化剤の同時の供給を付加的に実施する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
ｂ）またはｄ）の後でｐＨ値を工程ｅ）で酸性化剤の添加によって３〜１１に調節する、請求項９または１０記載の方法。
【請求項１２】
ｂ）またはｄ）の後でｐＨ値を工程ｅ）で酸の添加によって７〜１０に調節する、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
ｐＨ値を付加的な工程ｆ）で塩基性化合物の添加によって８〜１４に上昇させる、請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
塩基としてアルカリ金属珪酸塩および／またはアルカリ土類金属珪酸塩および／またはアルカリ金属水酸化物および／またはアルカリ土類金属水酸化物を使用する、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
工程ａ）〜ｈ）の１つの工程中に有機塩または無機塩を添加する、請求項９から１４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
乾燥のために流れ型乾燥機、噴霧乾燥機、棚型乾燥機、ベルト型乾燥機、回転管状乾燥機、フラッシュ乾燥機、回転フラッシュ乾燥機またはノズル塔を使用する、請求項９から１５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
乾燥後に造粒をロール圧密成型機を用いて実施する、請求項９から１６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸において、この沈降珪酸の表面が式Ｉ〜ＩＩＩ：
[ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)ｒ(Ａｌｋ)ｍ(Ａｒ)ｐ]ｑ[Ｂ] （Ｉ）、
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルキル) （ＩＩ）、または
ＳｉＲ１ｎ(ＲＯ)３−ｎ(アルケニル) （ＩＩＩ）
〔上記式中、
Ｂは、−ＳＣＮ、−ＳＨ、−Ｃｌ、−ＮＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＨＣＨ２、−ＯＣ（Ｏ）ＣＣＨ３）ＣＨ２（ｑが１である場合）または−Ｓｗ−（ｑが２である場合）を表わし、この場合Ｂは、化学的にＡｌｋに結合しており、
ＲおよびＲ１は、場合によっては次の基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、アクリレート基、メタクリレート基、オルガノシラン基で置換されていてよい、２〜３０個のＣ原子を有する脂肪族基、オレフィン系基、芳香族基またはアリール芳香族基を表わし、この場合ＲおよびＲ１は、同一かまたは異なる意味を有していてよいし、同一かまたは異なる置換基を有していてよく、
ｎは、０、１または２であり、
Ａｌｋは、１〜６個の炭素原子を有する２価の非分枝鎖状または分枝鎖状炭化水素基を表わし、
ｍは、０または１であり、
Ａｒは、次の置換基：ヒドロキシ基、アミノ基、アルコラート基、シアン化物基、チオシアン化物基、ハロゲン基、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、チオール基、安息香酸基、安息香酸エステル基、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、アクリレート基、メタクリレート基、オルガノシラン基で置換されていてよい６〜１２個のＣ原子、有利に６個のＣ原子を有するアリール基を表わし、
ｐは、０または１であり、但し、この場合ｐとｎは、同時には０を意味しないものとし、
ｑは、１または２であり、
ｗは、２〜８の数であり、
ｒは、１、２または３であり、但し、この場合ｒ＋ｎ＋ｍ＋ｐは、４であるものとし、
アルキルは、１〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の飽和炭化水素を表わし、
アルケニルは、２〜２０個の炭素原子、有利に２〜８個の炭素原子を有する１価の非分枝鎖状または分枝鎖状の不飽和炭化水素を表わす〕で示されるオルガノシランで変性されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸。
【請求項１９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸において、この沈降珪酸の表面が組成式：
ＳｉＲ２４−ｎＸｎ（この場合、ｎは、１、２、３、４である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
[ＳｉＲ２ｘＸｙＮ]ｚ（この場合、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｚは、３以上、１０以下であり、但し、この場合、ｘ＋ｙは、２である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＯＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、
ＳｉＲ２ｎＸｍＮＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｏ＋ｐは、３である）、および／または
ＳｉＲ２ｎＸｍ[ＳｉＲ２ｘＸｙＯ]ｚＳｉＲ２ｏＸｐ（この場合、nは、０以上、３以下であり、ｍは、０以上、３以下であり、ｘは、０以上、２以下であり、ｙは、０以上、２以下であり、ｏは、０以上、３以下であり、ｐは、０以上、３以下であり、ｚは、１以上、１００００以下であり、但し、この場合、ｎ＋ｍは、３であり、ｘ＋ｙは、２であり、ｏ＋ｐは、３である）
〔上記式中、
Ｒ２は、１〜２０個の炭素原子を有する置換されたアルキル基および／またはアリール基および／または置換されていないアルキル基および／またはアリール基および／またはアルコキシ基および／またはアルケニル基および／またはアルキニル基および／または硫黄含有基を表わし、
Ｘは、シラノール基、アミノ基、チオール基、ハロゲン基、アルコキシ基、アルケニル基および／または水素基を表わす〕で示される珪素有機化合物で変性されていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載されたかまたは請求項９から１７までのいずれか１項の記載により製造された沈降珪酸。
【請求項２０】
請求項１８または１９記載の珪酸の製造法において、
沈降珪酸を沈降珪酸１００部に対して０．５〜５０部、殊に沈降珪酸１００部に対して１〜１５部の混合物のオルガノシランで変性し、この場合沈降珪酸とオルガノシランとの反応は、混合物の製造中に（インシトゥ（in-situ）で）かまたはそれ以外に該混合物の噴霧および引続く熱処理、オルガノシランと珪酸懸濁液との混合および引続く乾燥および熱処理によって実施されることを特徴とする、請求項１８または１９記載の珪酸の製造法。
【請求項２１】
エラストマー混合物、加硫化可能なゴム混合物および／または加硫化物、例えば空気タイヤ、タイヤトレッド、ケーブル外被、チューブ、駆動ベルト、ベルトコンベヤー、Ｖ字形ベルト、ロール被覆、タイヤ、靴底、パッキングおよび緩衝部材への請求項１から２０までのいずれか１項に記載の珪酸の使用。
【請求項２２】
バッテリー分離板へ、粘着防止剤として、着色剤および塗料中の艶消剤として、農業用製品および栄養剤の担持剤として、被覆へ、印刷用インキへ、消化粉末へ、プラスチックへ、非インパクトプリンティングの範囲へ、紙料へ、パーソナルケアの範囲への請求項１から２０までのいずれか１項に記載の珪酸の使用。
【請求項２３】
次の物理的化学的パラメーター：
ＣＴＡＢ表面積 １００〜２００ｍ２／ｇ、
ＢＥＴ／ＣＴＡＢ比 ０．８〜１．０５、
ＤＢＰ数 ２１０〜２８０ｇ／（１００ｇ）、
シアーズ数Ｖ２ １０〜３０ｍｌ／（５ｇ）、
湿分 ４〜８％
を有する請求項１記載の沈降珪酸を充填剤として含有する、加硫化可能なゴム混合物および加硫化物。
【公表番号】特表２００７−５２７８３５（Ｐ２００７−５２７８３５Ａ）
【公表日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５００１０９（Ｐ２００６−５００１０９）
【出願日】平成１６年１月８日（２００４．１．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０５０００４
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６５４４３
【国際公開日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（５０１０７３８６２）デグサ ゲーエムベーハー (837)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｂｅｎｎｉｇｓｅｎｐｌａｔｚ １， Ｄ−４０４７４ Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｒｆ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１月８日（２００４．１．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／０５０００４
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０６５４４３
【国際公開日】平成１６年８月５日（２００４．８．５）
【出願人】（５０１０７３８６２）デグサ ゲーエムベーハー (837)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｂｅｎｎｉｇｓｅｎｐｌａｔｚ １， Ｄ−４０４７４ Ｄｕｅｓｓｅｌｄｏｒｆ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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