低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックおよび製造方法
低ＰＡＨ濃度を有するゴムブラック等のカーボンブラックが記載されている。さらに、本発明のカーボンブラックを含有するエラストマー組成物またはゴム組成物、ならびに低ＰＡＨ濃度を有するカーボンブラックの製造方法がさらに記載されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、先の２００６年１１月７日出願の米国仮特許出願第６０／８６４、７５０号明細書（参照することによってその全てを本明細書中に取り込む）の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）利益を主張する。
【０００２】
本発明は、カーボンブラック、エラストマー組成物またはゴム組成物等のカーボンブラック含有組成物、カーボンブラックの製造方法、およびカーボンブラックの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
工業的に製造されるカーボンブラックは、制御された処理条件下の高温の元で炭化水素の熱分解によって提供される。これらの条件下では、ＰＡＨとしても公知の微量レベルの多環芳香族炭化水素が、カーボンブラックの表面に生成する。
【０００４】
なんらかのＰＡＨは、健康に害を及ぼす効果を有する可能性がある。カーボンブラックに付着しているＰＡＨは、ヒト曝露に直ちに入手できないが、ＥＵの規制および顧客の両者によって、カーボンブラック中でＰＡＨの濃度を低下させるための行動が取られている（Ｂｏｎｎ ＰＪらのＦｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡＨ−ＤＮＡ ａｄｄｕｃｔｓ ａｆｔｅｒ ｉｎ ｖｉｖｏ ａｎｄ ｖｉｔｒｏ ｅｘｐｏｓｕｒｅｏｆ ｒａｔｓ ａｎｄ ｌｕｎｇ ｃｅｌｌｓ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋｓ、Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ、２００５ Ｊｕｎｅ １；２０５（２）：１５７〜１６７を参照のこと）。最近の例は、
食品との接触を意図するプラスチック材料および物品のための規則を調和させるＥＵ指令２００７／１９／ＥＣの公布。この指令は、カーボンブラック中での０．２５ｍｇ／ｋｇのベンゾ（ａ）ピレン含有量を定めた。この指令の前は、ＰＡＨ上限がカーボンブラックに存在しなかった、
タイヤの生産で使用されるエキステンダー油中でのＰＡＨの含有量を規制するＥＵ指令２００５／６９／ＥＣの公布。この指令は、カーボンブラック中のＰＡＨの含有量を直接規制しない；しかし、ＥＵは、難分解性有機汚染物質での長距離の国境を越えた空気汚染の１９７９コンベンションの１９９８議定書の要求に応じて、ＰＡＨの年間排出物を減らすために、タイヤを生産用に使用されるエキステンダー油およびブレンド中のＰＡＨの含有量を規制することを選択した、
を含む。
【０００５】
上記に列挙した例は、より低ＰＡＨカーボンブラックへの増加している傾向を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カーボンブラックでのより低ＰＡＨへの増加している欲求があるが、ＰＡＨのあらゆる減少は、ゴムおよび他の用途におけるカーボンブラックの望ましい性能特性と妥協できない。従って、現在のカーボンブラックによって達成できる特性を犠牲にすることなく、カーボンブラック中のＰＡＨ濃度を低下させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は、低ＰＡＨ濃度量を有するカーボンブラックを提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる特徴は、ゴムおよび他の用途において受け入れられる物理的な特性を保持する低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる特徴は、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを製造する方法を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる特徴は、望ましいゴム特性を有し、そして低ＰＡＨ量を有するラバーブラックを提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の記載で部分的に記述されるであろうし、そして記載から部分的に明らかであろうし、または本発明の実施から学習できるであろう。本発明の目的および他の利点は、記載および請求項で特に指摘された要素および組み合わせの手段によって実現され、そして達成されるであろう。
【００１２】
これらの利点および他の利点を達成するために、そして本明細書中で具体化され、そして広範に記載された本発明の目的に従って、本発明は、２２のＰＡＨ化合物の規定された群における低全濃度等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関する（図１を参照のこと）。本発明の目的のために、ＰＡＨ２２は、ベンゾ（ｊ）フルオラントレン以外の図１で特定されるＰＡＨの測定である。また、本発明の目的のためのＰＡＨ８は、ベンゾ（ａ）アントラセン、ベンゾ（ａ）ピレン、ベンゾ（ｅ）ピレン、ベンゾ（ｂ）フルオラントレン、ベンゾ（ｊ）フルオラントレン、ベンゾ（ｋ）フルオラントレン、クリセン、およびジベンゾ（ａ、ｈ）アントラセンの測定である。ＢａＰは、ベンゾ（ａ）ピレンの参照である。例えば、カーボンブラックは、３００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、または７５ｐｐｍ以下、または３０ｐｐｍ以下等の５００ｐｐｍ程度の２２ＰＡＨでの低い全濃度を有することができる。
【００１３】
本発明は、少なくとも１種のエラストマーまたはポリマーまたはゴムと共に、エラストマー組成物またはゴム組成物中に、本発明の少なくとも１種のカーボンブラックを含有するエラストマー組成物またはゴム組成物に関する。
【００１４】
本発明はまた、カーボンブラックからＰＡＨの少なくとも一部を除去するのに充分な高温に、カーボンブラックを曝すステップ、および／またはカーボンブラックを溶媒抽出にかけて、カーボンブラックからＰＡＨの少なくとも一部を除去するステップを含む、低いＰＡＨ全濃度を有するカーボンブラックを製造するための方法に関する。本発明はまた、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを生産する方法に関し、この方法は、カーボンブラックおよびＰＡＨを含有する高温の排ガスの存在を含むカーボンブラックの製造の間に、カーボンブラックからＰＡＨを有する高温の排ガス（またはそれらの少なくとも一部）を除去することを含む。
【００１５】
当然のことながら、先の一般的な記載および以下の詳細な記載の両方は、例示的かつ説明的なだけであり、そして請求項のような本発明のさらなる説明を提供することを目的とする。
【００１６】
本願に取り込まれ、そして本願の一部を構成する添付図面は、本発明のいくつかの態様を具体的に示し、そして記載と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の目的のための’’ＰＡＨ２２’’と考えられる２２のＰＡＨ化合物（ベンゾ（ｊ）フルオラントレンを除く）の表である。
【図２】図２は、ＰＡＨ２２に対する処理温度を示すグラフである。
【図３】図３は、３つのサンプルでの全ＰＡＨを示す棒グラフであり、その１つは低い合計濃度のＰＡＨを有する。
【図４】図４は、３つのサンプルのための相対的なゴム特性を示す棒グラフである。
【図５】図５は、サイクロン回復システムの例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ナフタレン、コロネンおよび種々の温度にわたってＶＵＬＣＡＮ７Ｈカーボンブラックにおいて減少している全ＰＡＨ２２含有量の減少を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ナフタレン、コロネンおよび種々の温度にわたってＶＵＬＣＡＮ７Ｈカーボンブラックにおいて減少している全ＰＡＨ２２含有量の減少を示すグラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ナフタレン、コロネンおよび種々の温度にわたってＶＵＬＣＡＮ７Ｈカーボンブラックにおいて減少している全ＰＡＨ２２含有量の減少を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、低ＰＡＨ２２等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関する。本発明はまた、少なくとも１種のエラストマーと共に本発明の少なくとも１種のカーボンブラックを含有するゴム組成物またはエラストマー組成物に関する。本発明は、さらに本発明のカーボンブラックの製造方法に関する。
【００１９】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明は、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関する。カーボンブラックが低ＰＡＨ量を有するように、カーボンブラックは生成でき、または市販されているカーボンブラックでは、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを生成するように、ＰＡＨを除去するために適切に処理できる。本発明のカーボンブラックは、例えば、ヨード吸収、ＤＢＰＡ、粉砕したＤＢＰＡ、ＣＴＡＢ、窒素表面積、ＳＴＳＡおよび／または着色強度、ならびにその同類のものに関して、すべての基準ＡＳＴＭカーボンブラック規格で、低ＰＡＨ量を有することができる。カーボンブラックは、特別なＮ−シリーズカーボンブラックのためのＡＳＴＭ規格特性を有するＮ１１０、Ｎ１２１、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２９９、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ６５０、Ｎ６６０、Ｎ６８３、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７４、Ｎ７８７および／またはＮ９９０カーボンブラック等のＡＳＴＭ規格カーボンブラックであることができる。カーボンブラックは、２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇ以上にかけてＳＴＳＡを有することができる。カーボンブラックは、Ｎ１１０ ＡＳＴＭカーボンブラック〜Ｎ９９０ＡＳＴＭカーボンブラック、そしてさらに好ましくは、Ｎ１１０〜Ｎ５００ ＡＳＴＭカーボンブラック等の低ＰＡＨ量を有する任意のＡＳＴＭグレードのカーボンブラックであることができる。あらゆる商業グレードのカーボンブラックは、低ＰＡＨ量を有するように生成でき、そして／またはその後に本発明に基づく低ＰＡＨ量を有するように処理できる。カーボンブラックは、ファーネスブラック、チャネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック、ケイ素含有種、および／または金属含有種を含有する炭素製品ならびにその同類のものであることができる。
【００２０】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明は、１種または２種以上の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラック（本発明の目的のために、ＰＡＨ含有量は、２１ＣＦＲパート１７Ｂ、ＦＤＡ Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ、ｖ６２、＃９０．Ｆｒｉｄａｙ Ｍａｙ ９、１９９７に記載された方法によって、測定／テストされ、参照により本明細書中にその全てを取り込む）に関し、そして、任意選択的に、ゴムマトリックス、またはエラストマー組成物中に少なくとも１つの有益な機械的特性を与える能力を有する。少なくとも１つの有益な機械的特性は、以下の１つまたは２つ以上であることができる：
−耐摩耗性（２１％すべり）−米国特許第４、９９５、１９７号明細書によりテスト。
−伸長（％）−ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
−引っ張り強度（ＭＰａ）；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
〜１００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
〜３００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
−３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
−バウンド（ｂｏｕｎｄ）ゴム（％）；Ｓ．Ｗｏｌｆｆ、Ｍ−Ｊ Ｗａｎｇ、Ｅ−Ｈ Ｔａｎ、Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｈｅｍ Ｔｅｃｈｎ、ｖ６６、１６３（１９９３）。
−ねじれ歪みモード（剪断）で操作したＡＲＥＳ／Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ＩＩ （ＲＤＳ ＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ、Ｉｎｃ．，ＮＪ）でテストした０℃での最大ｔａｎδ。測定を、０℃、１０Ｈｚの一定周波数で、０．２〜１２０％の範囲で二重振幅歪（ＤＳＡ）を用いて、歪みスイープで行った。
【００２１】
本発明の１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、低ＰＡＨ量およびこれらの有益な機械的特性の少なくとも１つ、少なくとも２つの、少なくとも３つの、少なくとも４つの、少なくとも５つの、少なくとも６つの、少なくとも７つの、および／または８つ全てのこれらの有益な機械的特性を有することができる。これらの機械的特性は、上記それぞれの機械的特性の次に提供される公知のＡＳＴＭまたは認定基準（Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ）によって測定される。
【００２２】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明は、低ＰＡＨ２２等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関し、カーボンブラックは、少なくとも１つの有益な機械的特性を与える能力を有する、上記の様に、これらの機械的特性の少なくとも１つは、高ＰＡＨ２２等の高ＰＡＨを有する同じタイプのカーボンブラックと同等の機械的特性値の１０％以内（例えば、５％以内、３％以内、１％以内）である。高ＰＡＨ２２は、例えば、６００ｐｐｍ〜１、０００ｐｐｍ等の６００ｐｐｍ以上のＰＡＨ２２であることができる。低ＰＡＨ量および高ＰＡＨを有する同じタイプのカーボンブラックと同等の機械的特性の１０％以内にあるポリマーマトリックス中において少なくとも１つの有益な機械的特性を与える能力を有する本発明のカーボンブラックは、有益な機械的特性の少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、少なくとも６つ、少なくとも７つ、および／または８つ全てのこれらの有益な機械的特性に関してであることができる。言い換えれば、本発明は、低ＰＡＨ２２等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを提供する能力を有し、そしてエラストマー組成物等のポリマーマトリックス、少なくとも比較できる（この比較は、特別な機械的特性の１０％以内（例えば、５％以内または１％以内）を意味すると理解される）機械的特性またはゴム特性を与える。
【００２３】
本発明の目的のために、低ＰＡＨ量は、低ＰＡＨ２２を含み、または低ＰＡＨ２２によって規定される。上記に示したように、ＰＡＨ２２は、本願の図１に記載のＰＡＨの測定である。本発明の目的のために、低ＰＡＨ量は、低ＰＡＨ２２によって規定できる。好適な量の例は、カーボンブラック中に存在するＰＡＨ２２の量に関して５００ｐｐｍ以下、４００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、２００ｐｐｍ以下、１５０ｐｐｍ以下、１２５ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、７５ｐｐｍ以下、５０ｐｐｍ以下、２５ｐｐｍ以下を含む。好適な範囲は、カーボンブラック中に存在するＰＡＨ２２の全量に関して約１ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ、１５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、または１ｐｐｍ〜３０ｐｐｍを含む。上記に提供した範囲または量のいずれかで、下限は、０．１ｐｐｍ、１ｐｐｍ、２ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、または１５ｐｐｍであることができる。範囲は、正確にであるかまたは約（例えば、’’約１ｐｐｍ’’およびその同類のもの）であることができる。少なくとも１つの態様において、これらのｐｐｍ範囲は、ＰＡＨのすべてまたは任意の数（例えば、すべてのＰＡＨまたはＰＡＨの１種もしくは２種以上）に適用できる。本発明の目的のために、ＰＡＨ２２は、ベンゾ（ｊ）フルオラントレンを除き図１で特定されたＰＡＨの測定である。また、本発明の目的のためのＰＡＨ８は、ベンゾ（ａ）アントラセン、ベンゾ（ａ）ピレン、ベンゾ（ｅ）ピレン、ベンゾ（ｂ）フルオラントレン、ベンゾ（ｊ）フルオラントレン、ベンゾ（ｋ）フルオラントレン、クリセン、およびジベンゾ（ａ、ｈ）アントラセンの測定である。ＢａＰは、ベンゾ（ａ）ピレンの参照である。
【００２４】
１種または２種以上の態様において、本発明のカーボンブラックの１種または２種以上は、０．２〜１．５マイクログラム／ｍ、または０．３〜１．２５マイクログラム／ｍ、または０．４〜１．０マイクログラム／ｍ、およびその同類のもの等の約０．１５〜約２マイクログラム／ｍ２のＰＡＨ含有量を有することができる。
【００２５】
１つまたは２つ以上の態様において、および任意選択的に別個の態様として、本発明は、約０．１５〜約２マイクログラム／ｍ２のＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックに関し、該ＰＡＨ含有量は、ＰＡＨ２２含有量に基づいて決定され、そして任意選択的にカーボンブラックは、任意の１つまたは２つ以上の特徴および／または特性を有することができ、そして任意選択的に本明細書中に記載されたようなポリマーまたはゴム調合物（または他の調合物）の一部であることができる。他の範囲は、０．２〜１．５マイクログラム／ｍ２、または０．３〜１．２５マイクログラム／ｍ２、または０．４〜１．０マイクログラム／ｍ２、およびその同類のものを含む。
【００２６】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、低ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックに関する。ＰＡＨ含有量は、決定されることができ、そして好ましくは、本明細書中に示されたＰＡＨ２２含有量に基づいて決定される。カーボンブラックは、ファーネスカーボンブラックまたは本明細書中に記載された他のカーボンブラックであることができる。１つまたは２つ以上の態様において、低ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックは、特別なＳＴＳＡ範囲、特別なＩ２Ｎ０／ＳＴＳＡ比、ならびに特別なＰＡＨ含有量および、ある場合には、特別なＤＢＰ範囲に基づいている。１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、以下の群の１つまたは２つ以上から選択できる。
ａ）ＳＴＳＡ：１１０〜２５０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．２〜０．７０
ＰＡＨ：４００ｐｐｍ以下
ｂ）ＳＴＳＡ：８０〜１１０ｍ２／ｇ、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１５〜０．７０
ＰＡＨ：３０ｐｐｍ以下
ｃ）ＳＴＳＡ：６５〜７５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１１５〜１２５ｍＬ／１００ｇ
ｄ）ＳＴＳＡ：６５〜８０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．７０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下
ｅ）ＳＴＳＡ：１〜３５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．４０〜０．７０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下；または
ｆ）ＳＴＳＡ：７０〜９０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．００〜１．２０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：６０〜８０ｍＬ／ｌ００ｇ；または
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．９１〜１．０８
ＰＡＨ：１００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１０９〜１１９ｍＬ／ｌ００ｇ。
上記の群は、特性とＰＡＨ含有量との特別な組み合わせを提供し、ゴムまたはエラストマー調合物（または他の調合物）およびその同類のものを含むが、これらに限られない種々の用途において特に有用である。
【００２７】
上記群ａ）〜ｇ）のそれぞれに関して、以下は、使用できる特別な範囲、準範囲、およびその同類のものの例である。
ａ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１１０〜２００；１１０〜１８０；１１０〜１７５；１１０〜１３０；１１５〜２５０；１１５〜２００；１１５〜１８０；１１５〜１７５；１２０〜２５０；１２０〜２００；１２０〜１７５；１２５〜２５０；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１５〜０．７；１．２〜０．７；１．１〜０．７；１．０〜０．７；０．９〜０．７；１．０〜０．８；１．２〜０．８；１．２〜０．９；１．１５〜０．８；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：３５０以下；３００以下；２５０以下；２００以下；５０以下；１〜１５０；１００以下；２０以下；１〜２００；５〜２００；１０〜２００；１０〜１００；５〜１５０；５〜１００；５〜５０；１〜５０；１〜２０；１〜１０。
ｂ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：８０〜１０５；８０〜１００；８０〜９０；８２〜１１０；８３〜１１０；８３〜１０５；８５〜１０５；９０〜１１０；９０〜１０７；８３〜１００；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１０以下；１．１５〜０．７；１．１５〜０．８；１．１０〜０．７５；１．０〜０．７５；１．１５〜０．８５；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：１〜２０；１０以下；１〜１０；５〜３０；１〜３０；３〜３０；１〜１５；１〜２５。
ｃ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：６６〜６８；６７〜７５；７０〜７５；６８〜７２；６９〜７０；７０〜７４；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１〜０．８９；１．１〜０．９０；１．１〜０．９０；１．０〜０．９６；１．０〜０．９５；１．０５〜０．９０；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：１〜４５０；４００以下；３５０以下；３００以下、２５０以下；２００以下；１７５以下；１５０以下；１２５以下；１００以下；７５以下；５５以下、４５以下；１〜５；１〜９；１〜８；１〜７；１〜６；８以下；０．５〜９。
ｃ）のカーボンブラックの例は、Ｎ−３５１カーボンブラックであることができる。
ｄ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：６８〜８０；７０〜８０；７２〜８０；７０〜７７；６８〜７５；７２〜８０；６９〜７４；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．８８〜０．７２；０．８５〜０．７２；０．８３〜０．７０；０．８５〜０．７；０．８５〜０．７５；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：４００以下；２００以下；１５０以下；１〜１００；５０以下；２０以下；１〜５００；１〜４００；１〜３００；１〜２００；０．５〜１００；０．５〜５０；１〜３０；１〜２５；１〜２０；１〜１０；０．５〜１０；０．５〜５。
ｅ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１〜３０；３〜２５；５〜２０；７〜２０；７〜３０；２〜２０；２〜１５；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．３以下；１．２以下；１．１５以下；１．１０以下；１．０以下；０．９以下；１．４〜０．７；１．３〜０．７；１．２５〜０．７；１．２〜０．７；１．１５〜０．７；０．９〜０．７；０．９５〜０．７；０．７５〜０．７；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：１〜２０；２０以下；１〜５０；１〜４０；１〜３０；１〜２０；１〜１０；０．５〜５；３〜５０；３〜２５。
ｆ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：７０〜８７；７０〜８５；７３〜９０；７３〜８５；７３〜８０；７２〜７７；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．０〜１．１５；１〜１．１；１．０５〜１．２；１．０５〜１．１５；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：２０以下；１０以下；１〜２０；１〜５０；１〜４０；１〜３０；１〜２０；１〜１０；０．５〜５；３〜５０；３〜２５；および／または、
ＤＢＰ（ｍＬ／１００ｇ）：６５〜８０；７０〜８０；７２〜８０；６５〜７８；６８〜７７；６９〜７６。
ｆ）のカーボンブラックの例は、Ｎ−３２６カーボンブラックであることができる。
ｇ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：９０〜９５；８９〜９４；９０〜９４；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．９２〜１．０７；０．９４〜１．０５；０．９６〜１．０３；０．９７〜１．００；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：８０以下；６０以下；５０以下；４０以下；３０以下；２０以下；１０以下；１〜２０；１〜５０；１〜４０；１〜３０；１〜２０；１〜１０；０．５〜５；３〜５０；３〜２５；および／または、
ＤＢＰ（ｍＬ／１００ｇ）：１１０〜１１５；１１２〜１１４；１１１〜１１８；１１３〜１１７。
ｇ）のカーボンブラックの例は、Ｎ−３７５カーボンブラックであることができる。
【００２８】
任意選択的に、ＰＡＨ２２含有量に加えて、または別個で、カーボンブラックａ）のためのＰＡＨ８は、１５ｐｐｍ以下（例えば、１２ｐｐｍ以下、０．５ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜５ｐｐｍ、５ｐｐｍ以下）であることができる。さらにまたは替わりに、ＢａＰは、４ｐｐｍ以下（０．１ｐｐｍ〜４ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ〜３ｐｐｍ）であることができる。本発明のカーボンブラックは、等しくより低いＰＡＨ８を有することができ、そして一般的に本明細書中に記載されたＰＡＨ２２値より、少なくとも５０％（例えば、５０％〜８０％低い）ＰＡＨ８を有することができる。さらに、カーボンブラックのためのＢａＰは、典型的には本明細書中に記載されたＰＡＨ２２値より、少なくとも７５％低い（例えば、７５％〜９５％低い）ことができる。
【００２９】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明のカーボンブラックは、その用語が業界において理解されるような、ゴムグレードのまたはタイヤグレードのカーボンブラックであることができる。少なくとも１つの態様中の本発明のカーボンブラックは、約２０ｍ２／ｇ〜２００ｍ２／ｇまたは約２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇまたは約８０〜約１４０ｍ２／ｇのＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）を有することができる。例えば、ＳＴＳＡは、約８０〜約１００ｍ２／ｇまたは約８０〜約９０ｍ２／ｇであることができる。選択肢として、カーボンブラックは、０．７（以下）〜０．９８等の１．０未満のヨードＮｏ／ＳＴＳＡ比を有することができる。
【００３０】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、ｙ以下
ｙ＝０．００４ｘ＋（０．６２２１）
（式中、ｙ＝Ｉ２Ｎ０．／ＳＴＳＡおよびｘ＝ＳＴＳＡ５、式中、ＳＴＳＡは、２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇであることができる。）であるＩ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ比を有することができる。
カーボンブラックのヨード数（Ｉ２Ｎｏ．）は、ＡＳＴＭテスト手順Ｄ１５１０に従って決定される。ＳＴＳＡ（統計的厚み表面積）は、ＡＳＴＭテスト手順Ｄ−５８１６（窒素吸着によって測定される）に基づいて決定される。
【００３１】
本発明の少なくとも１つの態様において、ゴムグレードのまたはタイヤグレードのカーボンブラック等のカーボンブラックは、２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇまたは８０〜約１４０ｍ２／ｇのＳＴＳＡの組み合わせで、以下の機械的特性またはゴム特性の１つまたは２つ以上を有することができ、カーボンブラックがゴム調合物中に存在する場合、機械的特性および／またはゴム特性は、ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順に従って決定される：
８０〜１７０の耐摩耗性（２１％すべり）；
３００〜６００の伸長（％）；
２０〜３５の引っ張り強度（ＭＰａ）；
２．４〜４．５の１００％弾性率（ＭＰａ）；
１２〜２３の３００％弾性率（ＭＰａ）；
３．５〜６の３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；
１５〜３０のバウンドラバー（％）；および／または
０℃で、０．２５〜０．４の最大ｔａｎδ。
これらの特性は、１種または２種以上のゴムコンパウンドで達成でき、そしてゴムが天然ゴムおよび／またはＳＢＲの場合、達成できる。
【００３２】
本発明の１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、上記の様に低ＰＡＨ量を有し、ならびに２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇまたは８０〜１４０ｍ／ｇのＳＴＳＡおよびそれぞれの特性で提供された式
耐摩耗性（２１％すべり）：ｙ＝５／６（ｘ）＋（４３＋／−１０）
に基づいて以下の機械的特性の１つまたは２つ以上を有するカーボンブラックに関し、式中、ｘは、カーボンブラックのＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）であり、そしてｙは、機械的特性である。
上記で確認された他の機械的特性は、ＳＴＳＡと同じかまたは類似の関係を有することができる。
【００３３】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、本発明の少なくとも１種のカーボンブラックおよび少なくとも１種のエラストマーを含有するエラストマー組成物またはゴムマトリックスに関する。カーボンブラックは、類似のモルホロジーを有するが、より高いレベルのＰＡＨを有するカーボンブラックで一般的に使用されるエラストマーについて、同じ比率で使用できる。当業者は、適当な比がカーボンブラックのモルホロジー、マトリックス組成物、および充填されたポリマーの所望の使用によることを認識するであろう。表面積および構造により、種々のカーボンブラックは、約１０ｐｈｒ〜約１００ｐｈｒ、例えば、約１０ｐｈｒ〜約６０ｐｈｒの配合量で用いることができる。
【００３４】
さらに、エラストマー組成物を生成させるために本発明中で使用されるエラストマーに関して臨界がない。１種または２種以上のエラストマーは存在でき、そして使用できるエラストマーはゴム組成物等のエラストマー組成物の生成において従来のものである。エラストマーは従来の量で使用できる。
【００３５】
任意の好適なエラストマーは、本発明のエラストマー化合物を提供するために、カーボンブラックと混ぜ合わせることができる。そうしたエラストマーは、１、３ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２、３−ジメチル−１、３−ブタジエン、アクリロニトリル、エチレン、およびプロピレンのホモまたはコポリマーを含むがこれらに限られない。エラストマーは、示差走査熱量法（ＤＳＣ）によって測定して約−１２０℃〜約０℃の範囲のガラス転移点（Ｔｇ）を有することができる。例は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、およびそれらの油展誘導体を含むがこれらに限られない。先のいずれかのブレンドをまた、使用できる。
【００３６】
ゴムの中で本発明での使用に好適なのは、天然ゴムおよび塩素化ゴム等のその誘導体である。本発明のカーボンブラックはまた：１９部のスチレンと８１部のブタジエンとのコポリマー、３０部のスチレンと７０部のブタジエンとのコポリマー、４３部のスチレンと５７部のブタジエンとのコポリマーおよび５０部のスチレンと５０部のブタジエンのコポリマー等の約１０〜約７０ｗｔ％のスチレンと、約９０〜約３０ｗｔ％のブタジエンとのコポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等の共役ジエンのポリマーおよびコポリマーおよびその同類のもの、ならびにスチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、アクリロニトリル、２−ビニルピリジン、５−メチル２−ビニルピリジン、５−エチル−２−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、アルキル置換アクリレート、ビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルビニルエーテル、アクリル酸およびジアルキルアクリル酸アミド等の、それらのαメチレンカルボン酸およびエステルおよびアミド等のそれらと共重合可能なモノマーを含有するエチレン性基を有するそうした共役ジエンのコポリマー等の合成ゴムを用いて使用でき；また本明細書中において使用に好適なのは、エチレンおよびプロピレン、ブテン−１およびペンテン−１等の他の高αオレフィンのコポリマーである。
【００３７】
本発明のエラストマー化合物は、エラストマー化合物の特性をさらに高めるために、１種または２種以上のカップリング剤とさらに混合できる。カップリング剤は、本明細書中で使用される場合、カーボンブラックまたはシリカ等のフィラーと結合してエラストマーとなることができる化合物を含むがこれらに限られない。有用なカップリング剤は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン（Ｓｉ−６９）、３−チオシアナトプロピルトリエトキシシラン（Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧ、ＧｅｒｍａｎｙからのＳｉ−２６４、）、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．、Ｄａｎｂｕｒｙ、ＣｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔからのＡＩ８９）；ジルコニウムジネオアルカノールアトジ（３−メルカプト）プロピオネート−Ｏ（Ｂａｙｏｒｍｅ、Ｎｅｗ ＪｅｒｓｅｙのＫｅｎｒｉｃｈ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｉｎｃ．、からのＮＺ６６Ａ、）等のジルコネートカップリング剤等のシランカップリング剤；チタネートカップリング剤；Ｎ、Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１、６−ジアミノヘキサン（日本の住友化学工業からのＳｕｍｉｆｉｎｅ１１６２）等のニトロカップリング剤；および先のもののいずれかの混合物を含むがこれらに限られない。カップリング剤は、好適なキャリアーとの混合物、例えば、Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧから入手可能であるＳｉ−６９とＮ３３０カーボンブラックとの混合物であるＸ５０−Ｓとして提供できる。
【００３８】
本発明中に開示されたエラストマー組成物は、加硫処理組成物（ＶＲ）、熱可塑性加流物（ＴＰＶ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）および熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）を含むがこれらに限られない。ＴＰＶ、ＴＰＥ、およびＴＰＯ材料は、性能特徴の損失無く何回か押し出され、そして成形されるそれらの能力によってさらに分類される。
【００３９】
したがって、本発明のエラストマー組成物は、エラストマー、硬化剤、補強フィラー、カップリング剤、および、任意選択的に、種々の処理助材、油増量剤、および劣化防止剤を含むことができる。上記のような例に加えて、エラストマーは、１、３ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２、３−ジメチル−１、３ブタジエン、アクリロニトリル、エチレン、プロピレンから製造されるポリマー（例えば、ホモポリマー、コポリマー、およびターポリマー）およびその同類のものであることができるが、これらに限られない。これらのエラストマーが、ＤＳＣによる測定で、−１２０℃〜０℃にガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。そうしたエラストマーの例は、ポリ（ブタジエン）、ポリ（スチレンコ−ブタジエン）、およびポリ（イソプレン）を含む。
【００４０】
エラストマー組成物は、例えば、硫黄、硫黄供与体、活性化剤、加速剤、過酸化物等の１種または２種以上の硬化剤、およびエラストマー組成物の加流を行わせるのに使用される他の系を含むことができる。米国特許第。６、５７３、３２４号明細書；米国特許第６、５５９、２０９号明細書；米国特許第６、５１８、３５０号明細書；米国特許第６、５０６、８４９号明細書；米国特許第６、４８９、３８９号明細書；米国特許第６、４７６、１５４号明細書；米国特許第６、８７８、７６８号明細書；米国特許第６、８３７、２８８号明細書；米国特許第６、８１５、４７３号明細書；米国特許第６、７８０、９１５号明細書；米国特許第６、７６７、９４５号明細書；米国特許第７、０８４、２２８号明細書；米国特許第７、０１９、０６３号明細書；および米国特許第６、９８４、６８９号明細書の特許は、硬化剤、エラストマー、用法、および本発明中で使用できるその同類のもの等の種々の成分の例を提供する。これらの特許のそれぞれは、参照によりその全てを本明細書中に取り込む。
【００４１】
本発明の組成物（例えば、エラストマーまたは他の組成物または調合物）は、選択肢として、高ＰＡＨを有するカーボンブラックを含むことができ、または、本発明のカーボンブラックと共に、従来のカーボンブラック（または任意の他のフィラーまたは補強剤）を含むことができる。好ましくは、高ＰＡＨカーボンブラックまたは従来のカーボンブラックの量は、存在する全カーボンブラック（例えば、０ｗｔ％〜３０ｗｔ％、または０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、または０．０１ｗｔ％〜１ｗｔ％）の３０ｗｔ％以下等の０〜少量である。
【００４２】
当業者に周知の従来技術は、エラストマー組成物を調製し、そしてカーボンブラックを取り込むために使用できる。ゴムまたはエラストマー化合物の混合は、ゴム混合技術において当業者に公知の方法によって達成できる。例えば、成分は、典型的には、少なくとも２つの段階、すなわち、少なくとも１つの非生産的段階に続く生産的混合段階において混合される。最終の硬化物は、典型的には’’生産的’’混合段階と通常呼ばれる最終段階（混合は典型的には温度、または先行する非生産的混合段階の混合温度より低い究極温度で生じる）において混合される。’’非生産的’’および’’生産的’’混合段階の用語は、ゴム混合技術における当業者に周知である。米国特許第５、７６３、３８８号明細書、米国特許第６、０４８、９２３号明細書、米国特許第６、８４１、６０６号明細書、米国特許第６、６４６、０２８号明細書、米国特許第６、９２９、７８３号明細書、米国特許第７、１０１、９２２号明細書、および米国特許第７、１０５、５９５号明細書中に開示されているもの等の充填されたエラストマー組成物を生産するための湿式マスターバッチ方法はまた、本発明の種々の態様により、カーボンブラックを含有するエラストマー組成物を生産するのに使用でき、そしてこれらの特許は、参照によりその全てを本明細書中に取り込む。
【００４３】
エラストマー組成物または本発明のゴムマトリックスに関して、エラストマー組成物は、本発明の少なくとも１種のカーボンブラックおよび少なくとも１種のエラストマーを含む。エラストマー組成物は、上記で確認した態様のいずれかにおいて、予め確認された機械的特性の１つまたは２つ以上を有することができる。タイヤおよび工業製品を含む製造の種々の物品は、本発明のエラストマー組成物からなる少なくとも１種の成分を含むことができる。例えば、本発明のエラストマー組成物は、タイヤ、ベルトまたはホースの製造において等の補強材料との複合物を生成するために使用できる。好ましくは、本発明の組成物は、タイヤの形態、および例えば、タイヤのトレッド、ワイヤーコート、ビードコート、サイドウォール、アペックス、チャファーおよびプライコートの１種または２種以上を含むさらに特にタイヤの構成部分である。
【００４４】
本発明のカーボンブラックは、種々の方法で製造できる。例えば、市販されているカーボンブラックであるカーボンブラックで始められる。出発材料の例は、Ｎ２３４カーボンブラックを含む市販されているゴムグレードのカーボンブラックまたはタイヤグレードのカーボンブラックを含むがこれらに限られない。カーボンブラックは、カーボンブラックのＮｌ００シリーズ、Ｎ２００シリーズ、Ｎ３００シリーズ、Ｎ４００シリーズ、Ｎ５００シリーズ、Ｎ６００シリーズ、および／またはＮ７００シリーズであることができる。例えば、使用できるカーボンブラックは、Ｎ１１０〜Ｎ９９０ ＡＳＴＭカーボンブラック（例えば、ＮＩ ｌ０、Ｎ１２１、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２９９、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ６５０、Ｎ６６０、Ｎ６８３、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７４、および／またはＮ９９０）を含むがこれらに限られない。カーボンブラックは、Ｎ２２０〜Ｎ３７５ ＡＳＴＭカーボンブラックであることができる。出発材料の市販されている例は、Ｃａｂｏｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＶｕｌｃａｎ（商標）７ＨカーボンブラックおよびＶｕｌｃａｎ（商標）Ｊカーボンブラックを含むがこれらに限られない。市販されているカーボンブラックは、次にカーボンブラックと処理されて、一般的にカーボンブラックの表面上にあるＰＡＨの少なくとも一部を除去できる。一般的に、除去されたＰＡＨおよびさらに好ましくは、除去されたＰＡＨ２２の量は、上記で確認された低ＰＡＨ値を達成するのに充分な値である。
【００４５】
本発明のカーボンブラックは、例えば、Ｖｕｌｃａｎ（商標）グレードカーボンブラック、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ（商標）グレードカーボンブラック、Ｒｅｇａｌ（商標）カーボンブラック、Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌ（商標）カーボンブラック、ＡＳＴＭグレードカーボンブラック、ゴムグレードのカーボンブラック、Ｓｐｈｅｒｏｎ（商標）カーボンブラック、およびその同類のものを生成するのに使用される商業的に入手可能な技術からのＳＴＳＡパラメーターおよびＩ２Ｎ０／ＳＴＳＡに関して調製できる。具体例は、ＡＳＴＭ １２１カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｍ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｊ カーボンブラック、Ｒｅｇａｌ（商標）３００ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）３ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）３Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｋ カーボンブラック、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ（商標）ＳＯ カーボンブラック、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ（商標）ＮＳｌ カーボンブラック、Ｒｅｇａｌ（商標）８５ カーボンブラック、Ｓｐｈｅｒｏｎ（商標）５０００ カーボンブラック、およびその同類のものを含むがこれらに限られない。ＳＴＳＡおよび／またはＩ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ比を有する商業的に種々のカーボンブラックを製造するのに使用される技術は使用できるが、同時に、望ましい低ＰＡＨ範囲を達成することに関して本明細書中で説明された技術は、ゴムおよびエラストマー調合物を含む種々の用途ならびに他の調合物および用途において有用である好適なパラメーターの組み合わせを作り出すために組み合わせて使用される。
【００４６】
ＰＡＨを除去するための方法の例は、ＰＡＨまたはそれらの一部が除去されるように、任意選択的に不活性（例えば、窒素）または真空雰囲気中において、より高いＰＡＨを有するカーボンブラックを充分な高温にさらすこと、または充分な高温で処理することを含むことができる。カーボンブラックは、カーボンブラックからＰＡＨの大部分を除去して、上記に提供された望ましい低ＰＡＨ値を達成するために、例えば、約３００℃〜約５００℃（５００℃〜９５０℃等のそれ以上）の程度の充分な温度に曝される。この加熱は、約１０分〜約１０時間以上等のＰＡＨの除去を達成するために、任意の充分な時間で行うことができる。この加熱は、高温に、そして好ましくは、不活性または真空雰囲気中に、微粒子を曝すことができる任意のタイプの炉または他のデバイスで起こることができる。熱処理に関する温度は、カーボンブラックが達成する温度に関してであり、そしてこの温度は、３５０℃〜５００℃または４００℃〜５００℃、およびその同類のもの等の３００℃〜５００℃であることができる。５００℃〜７５０℃または５００℃〜９５０℃以上等の５００℃超の温度を使用できる。
【００４７】
別の方法において、ＰＡＨは、カーボンブラックを、トルエン等の有機溶媒を使用してソックスレー抽出等の溶媒抽出プロセスにかけることによって、カーボンブラックから除去されたまたは減少させることができる。好適な溶媒のほかの例は、アセトン、ヘキサン、シクロヘキサン、塩化メチレン、キシレン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、またはこれらの任意の混合物を含むがこれらに限られない。一般的に、溶媒の任意の量を使用できる。例えば、１００グラムのカーボンブラックでは、２５０ｍｌ〜１リッター（以上）の溶媒を使用でき、そしてこれらの範囲未満または超の量を使用できる。抽出は、特にソックスレー抽出に関しては、２４時間以上等の１時間以上であることができる。カーボンブラックは、複数の処理（例えば、熱および溶媒抽出、同一または違う溶媒を用いた複数の熱処理、および／または複数の溶媒抽出）にかけられることができる。
【００４８】
低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを生成することに関して、この方法は、カーボンブラックが生成される直後に行うことができ、または予め製造したカーボンブラックで行うことができる。従って、本発明の方法は、カーボンブラックを製造するための連続的なプロセスに取り込むことができる。さらに、本願において、カーボンブラックは、カーボンブラックの製造の間に、低ＰＡＨ量を有して生成可能であり、例えば、製造プロセスの間にＰＡＨがカーボンブラック上に濃縮されないように、カーボンブラック製造プロセスから高温の排ガスが除去される。この方法によって生成可能であるカーボンブラックは、先に予め記載したまたは他のグレードの任意のカーボンブラックであることができる。カーボンブラックは、ガス形態のＰＡＨが容易に除去されるように、約７５０℃または約８００℃等の約２６０℃〜約９５０℃の温度のガス相から分離でき、そしてこの温度は、カーボンブラックの表面に影響を与えないように充分低い。他の温度範囲は、３００℃〜９００℃、４００℃〜９００℃、５００℃〜９００℃、６００℃〜９００℃、６５０℃〜９００℃、７００℃〜８５０℃、およびその同類のものまたはそれらの近くを含む。任意のＡＳＴＭグレードカーボンブラック等の任意のカーボンブラックは、このように製造でき、そして低ＰＡＨ量を達成できる。
【００４９】
例えば、不活性な雰囲気における等の熱処理は、ＰＡＨ化合物が揮発し、そしてその後にカーボンブラックの表面から脱着して、化学的に影響を受けていない他の表面を残すことを可能にすると考えられている。図２は、窒素雰囲気中での熱処理温度の関数としてのＶ７ＨでのＰＡＨ２２の減少を示す。グラフは、処理温度が高まり、全ＰＡＨレベルが減少し、そして約５００℃の温度で、ほぼ７５ｗｔ％のＰＡＨが除去されたことを示す。反応器において、熱分解プロセスによって合成されたＰＡＨ分子は、ガス相中に存在し、そしてブラックが２００℃未満の温度に冷却されるにつれて、ＰＡＨの大部分は、カーボンブラックの表面上に凝縮する。脱着曲線と吸着曲線との間のヒステリシスにより、脱着曲線上におけるより、吸着曲線上で、はるかに低い温度において、等量のＰＡＨを除去できる。従って、ＰＡＨがガス相中にまだある間に、カーボンブラックは、高温で排ガスから分離でき、そしてこの方法は、低ＰＡＨ量カーボンブラックを生成するであろう。
【００５０】
従って、１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、本発明のカーボンブラックの生産に関し、ＰＡＨまたはそれらの一部が除去されて、このカーボンブラックを生成するように、この方法は、任意選択的に不活性または真空雰囲気において５００ｐｐｍ超のＰＡＨを有するカーボンブラックを充分な高温に曝すこと、または充分な高温で処理することを含む。この高温は約３００℃〜約９５０℃程度であることができ、この高温はカーボンブラックが到達するであろう温度である。
【００５１】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、カーボンブラックおよびＰＡＨを含有する高温の排ガスの存在を含むカーボンブラックの製造の間に生成できる。この方法は、任意の様式でＰＡＨを含む高温の排ガスをカーボンブラックから除去することを含む。高温の排ガスは、高温の排ガスがカーボンブラックから除去される間、４００℃〜約９００℃、または約５００℃〜約９５０℃等の２６０℃〜約９５０℃の温度であることができる。この方法でのカーボンブラックの製造は、そこに記載された相違または変化と共に、米国特許第６、９２６、８７７号明細書；米国特許第６、４８５、６９３号明細書；米国特許第６、２７３、１４２号明細書；米国特許第６、０２４、１３５号明細書；米国特許第６、３４８、１８１号明細書；米国特許第６、１５６、８３７号明細書；米国特許第６、０８６、８４１号明細書；および米国特許第５、１９０、７３９号明細書に記載された等の従来方法を使用して従来のファーネスカーボンブラック反応器で起こることができる。１つまたは２つ以上の態様において、カーボンブラックが高ＰＡＨ含有量無しで回収できるように、サイクロンまたはサイクロンフィルターは、カーボンブラックから高温の排ガスを分離するために使用される。別の方法として、または組み合わせで、高温フィルターは、上記の様に使用できる。この方法において、フィルターまたは他の貯蔵容器内に回収されたカーボンブラックを導入する前に、排ガスから一旦除去されたカーボンブラックの温度を４００℃未満または２００℃未満の温度まで低くすることまたは減ずることをこの方法は含む。カーボンブラック温度を２００未満℃または４００℃未満に下げる冷却不活性ガスまたは冷却ジャケット等の他の冷却メカニズム、およびその同類のもの等の任意の様式を使用できる。例えば、蒸気流動床を使用できる。カーボンブラックからの高温の排ガスの分離は、高温の排ガスが所望の仕様でカーボンブラックを生成させる目的のために、もはや必要でなくなるいかなる点においても起こることができる。高温の排ガスは、さます前および排ガス中でのカーボンブラックの生成後に、一般的に除去できる。本発明では、そして以前の従来のカーボンブラック製造方法と異なり、高温の排ガスは、排ガスの温度を下げるために冷却されないが、しかし代わりに、高温の排ガスは、カーボンブラックから除去される。そうすることによって、高温の排ガスは、次に任意の用途のために再利用できる。例えば、高温の排ガスは、同一または違なるカーボンブラック炉反応器、例えば、国際公開第２０００／０３２７０１号パンフレット（本明細書中にその全部を取り込む）に記載された系を使用するために再利用でき、脱水ステップを省略できる。また、あるいは別の方法として、高温の排ガスは、任意のエネルギー需要のための熱源として使用することによって再利用できる。別の方法では、またはさらに、再利用された高温の排ガスは、カーボンブラック乾燥機等の１つまたは２つ以上の乾燥機に向けられ、そして乾燥機への熱源または部分的な熱源としての機能することができる。例えば、カーボンブラック乾燥機は、カーボンブラックを乾燥させるために使用され、そしてこのように、カーボンブラックから湿気を除去するのに充分高い温度を生成するために実質的な熱源を必要とする。再利用された高温の排ガスは、乾燥機に向けられ、そして乾燥機への少なくとも部分的な熱源として機能することができる。注目されるのは、乾燥機への熱源の少なくとも一部によって、排ガス中のＰＡＨが部分的にまたは完全に破壊されるような温度に充分に達することができる。言い換えれば、排ガス中のＰＡＨは、非ＰＡＨ分子に分解するであろうし、またはさもなければもはやＰＡＨでは無くなると考えられるであろう。従って、この再生利用は、高温の排ガスのための使用を提供するだけでなく、さらにＰＡＨとしてリスクを呈さないようなＰＡＨの有益な分解となる。
【００５２】
本発明の目的のために、短時間で急冷したカーボンブラックは、熱分解からの生成後に、カーボンブラックが短時間で急冷されて、カーボンブラックの生成反応を停止したプロセスによって生成されたカーボンブラックである。短時間での急冷は、９５％またはより低いＣＢトルエン脱色（ＡＳＴＭ Ｄ１６１８によりテストされる）値を確かにするファーネスカーボンブラック製造プロセスのパラメーターであり、本発明の方法では、カーボンブラックからＰＡＨを除去する方法は、カーボンブラックが炉中で生成される所（例えば、ファーネスタイプのブラック）では特に有用であり、そしてカーボンブラックが短時間の急冷の使用から生成される所では、用語が理解されるとおりに、特に有効である。短時間で急冷したカーボンブラックの例は、Ｖｕｌｃａｎ（商標）７Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｊ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｋ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｍ カーボンブラック、およびＮ−１２１ カーボンブラックを含むがこれらに限られない。１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、このように１００ｐｐｍ以下のＰＡＨ含有量を有する短時間で急冷したカーボンブラックに関する。短時間で急冷したカーボンブラックは、ファーネスカーボンブラックであることができる。ＰＡＨ含有量はＰＡＨ２２含有量に基づいて決定される。短時間で急冷したカーボンブラックは、Ｎ１１０〜Ｎ７８７ ＡＳＴＭカーボンブラックであることができる。短時間で急冷したカーボンブラックは、ＰＡＨ含有量、ＳＴＳＡ、Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）比、ＤＢＰ、およびその同類のものに関して上記のパラメーターのいずれかを有することができる。
【００５３】
さらに、本発明において、本発明は、カーボンブラックからあるタイプのＰＡＨを選択的に除去できる。例えば、２００（例えば、１〜１９９）未満程度の低分子量ＰＡＨは、本発明の方法により実質的に除去できる。低ＭＷ ＰＡＨは、ＰＡＨ２２について上記で参照したｐｐｍレベルを有することができる。また、このタイプの方法は、ＰＡＨまたはより大量％のＰＡＨを選択的に除去できる。例えば、加熱は、コロネン、フルオランテン、アセナフチレン、シクロペンタ（ｃｄ）ピレン、アンタントレン、またはインデノピレンのＰＡＨを大量％で除去できる。溶媒抽出は、ピレン、ナフタレン、ベンゾ（ｅ）ピレン、ベンゾ（ｇｈｉ）フルオランテン、または１、１２ベンズペリレンのＰＡＨを大量％で除去できる。
【００５４】
本発明のカーボンブラックは、従来のカーボンブラックと同じ用途で使用できる。本発明の１超のタイプのカーボンブラックは、任意の調合物、組成物、または用途において使用できる。
【００５５】
本発明によるカーボンブラックは、多くの最終用途への適用において使用できる。これらの用途は、例えば、プラスチック組成物、インク、トナー、印刷版、被膜、ゴム組成物、紙組成物、成形、成形組成物、フィルム、パイプ、および繊維製品組成物を含む。
【００５６】
本発明のカーボンブラックは、プラスチック材料等の任意のマトリックス中で顔料または着色剤として使用できる。本発明のカーボンブラックはまた、プラスチック材料に伝導度を与えるために使用できる。
【００５７】
カーボンブラックはまた、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または工業化材料、例えば、複合物を含むがこれらに限定されない種々のプラスチックと共に使用できる。典型的な種類の熱可塑性樹脂は：（１）アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂；（２）アセタール；（３）アクリル；（４）セルロース；（５）塩素化ポリエーテル；（６）ポリテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、およびフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）等のフルオロカーボン；（７）ナイロン（ポリアミド）；（８）ポリカーボネート；（９）ポリエチレン（コポリマーを含む）；（１０）ポリプロピレン（コポリマーを含む）；（１１）ポリスチレン；（１２）ビニル（ポリビニルクロライド）；（１３）ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル；（１４）ポリフェニレンエーテルアロイ；ならびに上記のブレンドおよびゴム改質剤とのアロイを含む。典型的な熱硬化性樹脂は：（１）アルキド；（２）アリル基；（３）アミノ（メラミンおよび尿素）；（４）エポキシ；（５）フェノール成分；（６）ポリエステル；（７）シリコーン；および（８）ウレタンを含む。
【００５８】
一般的に、カーボンブラック製品は、プラスチック予混合物を生成するために使用されるプラスチックに任意の他の顔料のように加えられる。これは、例えば、乾燥混合段階または溶融段階においてすることができる。本発明のカーボンブラックは、プラスチック組成物中で他の従来の添加物と組み合わせて使用できる。本発明によれば、プラスチック組成物の用語は、任意のプラスチック材料、物品、品物、表面、織物、シート、およびその同類のものを含むがこれらに限られない。例えば、プラスチック材料は、自動車の部品、家の羽目板、スイミングプールのライン、屋根材料、包装材料、および他の家庭または工業品目のあらゆる種類を含む。
【００５９】
本発明のカーボンブラックはまた、インク調合物中で有用である。他のインク添加物は、インク調合物中に取り込まれることができる。
【００６０】
一般的に、インクは、４つの基本的な構成部分：（１）着色剤または顔料（２）印刷の間担体として機能するビークルまたはワニス、（３）印刷適性、乾燥、およびその同類のものを改善する添加物、および（４）粘度、乾燥および他のインクとの適合性を調整するための溶媒からなる。特性、調製および水性インクの使用についての一般的な説明については、Ｐｒｉｎｇｉｎｇ Ｍａｎｕａｌ、５ｔｈ Ｅｄ．、Ｌｅａｃｈ ｅｔ ａｌ、Ｅｄｓ．（ＣｈａｐｍａｎおよびＨａｌｌ、１９９３）を参照のこと。種々の水性インク組成物はまた、例えば、米国特許第２、８３３、７３６号明細書、米国特許第３、６０７、８１３、米国特許第４、１０４、８３３号明細書、米国特許第４、３０８、０６１号明細書、米国特許第４、７７０、７０６号明細書、および米国特許第５、０２６、７５５号明細書中に開示されている。さらなる例として、フレクソ印刷インクは、一群のインク組成物を表わす。フレクソ印刷インクは、一般的に着色剤、バインダー、および溶媒を含む。
【００６１】
予じめ分散されたものとしてまたは固体としての本発明のカーボンブラックは、標準の技術を使用して、インク調合物中に、取り込まれることができる。
【００６２】
本発明のカーボンブラックは、新聞インクにおいて使用可能である。例えば、水性の新聞インク組成物は、水、本発明のカーボンブラック、樹脂および消泡添加物または界面活性剤等の従来の添加物を含むことができる。
【００６３】
本発明のカーボンブラックは、絵の具または仕上げ等の被膜組成物中において使用できる。ほかの公知の水性被膜添加物は、被膜組成物中に取り込まれることができる。例えば、ＭＣＧＲＡＷ−ＨＩＬＬ ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、５ｔｈ Ｅｄ。（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、１９８２）参照のこと。また、米国特許第５、０５１、４６４号明細書；米国特許第５、３１９、０４４号明細書；米国特許第５、２０４、４０４号明細書；米国特許第５、０５１、４６４号明細書；米国特許第４、６９２、４８１号明細書；米国特許第５、３５６、９７３号明細書；米国特許第５、３１４、９４５号明細書；米国特許第５、２６６、４０６号明細書；および米国特許第５、２６６、３６１号明細書を参照のこと、
【００６４】
本発明のカーボンブラックはまた、紙組成物中において使用できる。従って、本発明は、紙パルプおよびカーボンブラックを含む改善された紙製品に関する。
【００６５】
本発明の紙製品は、サイズ剤、保持助材、固定剤、フィラー、消泡剤、凝集防止剤、およびその同類のもの等の他の公知の紙添加物を取り込むことができる。
【００６６】
本発明のカーボンブラックは、ゴム組成物の混合および調製において、従来のカーボンブラックと共に、顔料、フィラー、および補強剤として使用できる。
【００６７】
本発明のカーボンブラックは、例えば、タイヤにおけるもの等のゴム加流物の調製において有用である。タイヤの生産において、満足な耐摩耗性およびヒステリシス性能を有するタイヤを生成するカーボンブラックを利用することが一般的に望ましい。タイヤの溝の摩耗特性は、耐摩耗性に関連する。耐摩耗性が高いほど、タイヤは、すり減らずにより長いマイルで持続するであろう。ゴムコンパウンドのヒステリシスは、ゴムコンパウンドを変形させるために適用されたエネルギーと、ゴムコンパウンドがその初期の変形されていない状態に回復するにつれて放出されるエネルギーとの相違を意味する。より低いヒステリシス値を有するタイヤは、転がり抵抗を低下させ、したがってタイヤを利用した乗り物の燃料消費を低下させることができる。従って、タイヤにより高い耐摩耗性およびより低いヒステリシスを与えることができるカーボンブラックが特に望ましい。
【００６８】
本発明のカーボンブラックは、着色繊維または繊維製品に使用できる。使用に好適な繊維は、綿、羊毛、絹、麻、ポリエステルおよびナイロン等の天然繊維および合成繊維を含む。使用に好適な繊維製品は、綿、羊毛、絹、麻、ポリエステルおよびナイロン等の天然繊維および合成繊維を含む。好ましくは、綿、羊毛、絹および麻を含む天然繊維および繊維製品が使用される。
【００６９】
本発明のカーボンブラックは、例えば、直接および酸性染料を用いて繊維および繊維製品を着色させるために使用できる。染料を用いた着色の一般的な説明については、ＫＩＲＫ−ＯＴＨＭＥＲ ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏｌ．８、ｐｐ。２８０〜３５０、’’Ｄｙｅｓ、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎおよびＥｖａｌｕａｔｉｏｎ’’（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、１９７９）を参照のこと。
【００７０】
トナーまたはトナー樹脂に関しては、本発明のトナー中での使用のために好適なトナー樹脂および現像剤組成物は、スチレン化アクリル樹脂等のスチレン性ポリマー系のものを含む。好ましいスチレン性ポリマー系樹脂の例は：ポリスチレン;ポリ−ｐ−クロロスチレン；ポリビニルトルエン；スチレン−ｐ−クロロスチレンコポリマー；およびスチレンビニルトルエンコポリマー等のスチレンのホモポリマーおよびコポリマーならびにその誘導体；スチレンアクリル酸メチルコポリマー；スチレンアクリル酸エチルコポリマー；およびスチレン−アクリル酸ｎ−ブチルコポリマー等のスチレンとアクリル酸エステルとのコポリマー；スチレンメタクリル酸メチルコポリマー、スチレンメタクリル酸エチルコポリマー、スチレンメタクリル酸−ｎ−ブチルコポリマー等のスチレンとメタクリル酸エステルとのコポリマー；ならびにスチレン、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの多成分コポリマー；スチレンアクリロニトリルコポリマー、スチレンメチルエーテルコポリマー、スチレンブタジエンコポリマー、スチレンビニルメチルケトンコポリマー、スチレンアクリロニトリルインデンコポリマー、スチレンマレイン酸エステルコポリマー等のスチレンと他のビニルモノマーとのコポリマー；ならびにその同類のものを含むがこれらに限られない。これらのバインダー樹脂は、単独でまたは組み合わせて使用できる。一般的に、乾式電子写真方式のトナー製造での使用に特に好適な樹脂は、１００℃〜１３５℃の範囲に融点（環球法）を有し、そして約６０℃超のガラス転移点（Ｔｇ）を有する。スチレン性ポリマー系樹脂粒子および好適な量の例は、米国特許第５、２７８、０１８号明細書；米国特許第５、５１０、２２１号明細書；米国特許第５、２７５、９００号明細書；米国特許第５、５７１、６５４号明細書；米国特許第５、４８４、５７５号明細書；および欧州特許第０７２００６６Ａｌ号明細書（参照により、本明細書中にその全てを取り込む）中に見いだすことができる。
【００７１】
一般的に、本発明のカーボンブラックは、単独でまたは他の顔料とともに、トナーまたは現像剤組成物の約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の全量で存在する。トナー組成物中に存在する顔料の量は、好ましくは、１００重量部の樹脂当たり、約０．１〜約１２重量部である。しかし、より少量またはより多量のカーボンブラックを使用できる。また、一般的に、トナー樹脂は、トナーまたは現像剤組成物の約６０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の量で存在する。
【００７２】
任意の外部添加物はまた、キャリアー添加物；第四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、サルフェート、ホスフェート、およびカルボキシレート等のさらなる正または負電荷制御剤；流れ助剤添加物；シリコーンオイル；市販されているポリプロピレンおよびポリエチレン等のワックス；マグネタイト；および他の公知の添加物を含む本発明のトナー組成物と、混合またはブレンドできる。一般的に、これらの添加物は、約０．０５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の量で存在する、しかし、より少ないまたはより多い添加物を、特別な系および所望の特性によって選択できる。添加物および量の具体例はまた、上記の特許および欧州特許出願に記載されており、そして参照により本明細書中に取り込む。
【００７３】
トナー組成物は、従来の溶融押し出しデバイスおよび関連した装置の中で、樹脂、カーボンブラック粒子、さらなる電荷増強添加物および他の添加物を混合する等の多くの公知の方法によって調製されることができる。他の方法は、スプレー乾燥およびその同類のものを含む。カーボンブラックおよび他の成分と樹脂との混合後に、一般的に所望の粒径および粒径分布を有するトナー粒子を提供するための機械的な摩耗および分級が続く。粉末の乾燥ブレンドのための従来の装置は、カーボンブラック粒子と樹脂とを混合またはブレンドするために使用できる。さらに、トナーおよび現像剤組成物を調製する従来方法は、使用でき、そして上記特許および欧州特許出願に記載されており、そして参照により本明細書中に取り込む。
【００７４】
さらに詳細には、トナー材料は、バインダー樹脂と、顔料を含む全ての他の成分とを乾燥ブレンドすること、そして次に高せん断混合機中で溶融押し出しして、均一に混合されたマス（ｍａｓｓ）を生成させることによって調製できる。このプロセスの間、成分は、バインダー樹脂の融点より上の温度に維持され、そして樹脂に不溶性であるこれらの成分は、それらの平均粒径が低下するように粉砕される。この均一に混合されたマスは、約１００μｍの平均粒径まで予め粉砕された後で、次に冷却され、そして固化される。この材料は、次にその平均粒径が分級に必要な粒径範囲の仕様を満たすまで、粒径減少に曝される。種々の分級技術を使用できる。好ましいタイプは、空気分級タイプである。この方法によって、大きすぎるかまたは小さすぎる粉砕された材料中の粒子は、所望の粒径範囲である材料の一部から分離される。
【００７５】
本発明のトナー組成物は、１成分現像剤中で単独で使用でき、または好適なキャリアー粒子と混合されて、２成分現像剤を生成できる。２成分現像剤組成物を生成するために使用できるキャリアービークルは、種々の材料から選択できる。そうした材料は、典型的にはフィルムを形成する樹脂の薄層で覆われたキャリアーコア粒子およびコア粒子を含み、用いられるトナーと、正しい摩擦電気関係および電荷レベルを確立することを助ける。２成分トナー組成物のための好適なキャリアーは、その全てが典型的にはエポキシまたはフルオロカーボン樹脂等の樹脂被膜で被覆されている、鉄粉末、グラスビース、無機塩の結晶、フェライト粉末、ニッケル粉末を含む。使用できるキャリアー粒子および被膜の例は、特許および上記の欧州特許出願に記載されており、そして参照により本明細書中に取り込む。
【００７６】
本発明は、負に帯電した光導電性画像部材上に静電潜像を作成し、樹脂粒子およびカーボンブラック粒子を含むトナー組成物を用いたそれらの現像に影響し、そしてその後好適な基材の上に現像された画像を転写することを含む画像化の方法をさらに対象にする。上記の特許および欧州特許出願に示された画像化の従来の方法を使用できる。
【００７７】
本発明のカーボンブラックはまた、成形品、フィルム、またはパイプ中の成分として使用できる。従来の調合物が使用できるが、しかし本発明のカーボンブラックが従来のカーボンブラックの代わりに存在する。低ＰＡＨ量の本発明のカーボンブラックを含有する種々の物品は、より少ないＰＡＨを含む物品を含む１つまたは２つ以上の利益を提供する。
【００７８】
本発明は、本発明の例示となることを目的とする以下の例によってさらに分類されるであろう。
【実施例】
【００７９】
例１
研究に含まれるカーボンブラックサンプルは、炉プロセス（Ｊ．Ｂ．Ｄｏｎｎｅｔ、Ｒ．Ｃ．Ｂａｎｓａｌ、Ｍ．Ｊ．Ｗａｎｇ、’’カーボンブラック、’’ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、ＮＹ、１９９３；およびＭＪ．Ｗａｎｇ、ＣＡ．Ｇｒａｙ、Ｓ．Ａ．Ｒｅｚｎｅｋ、Ｋ．Ｍａｈｍｕｄ＾ Ｙ．Ｋｕｔｓｏｖｓｋｙ、’’カーボンブラック、’’ｉｎ ＫＩＲＫ−ＯＴＨＭＥＲ ＥＮＣＹＬＯＰＥＤＩＡ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ、２００５、４、７６１を参照のこと）を用いて、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された材料である。カーボンブラックの特性は、ＡＳＴＭ（ＡＳＴＭ Ｄ１７６５−０３Ｓ ｔａｎｄａｒｄ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋｓ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓを参照のこと）およびＣａｂｏｔの仕様（ウェブサイトｗｗｗ．ｃａｂｏｔ−ｃｏｒｐ．ｃｏｍを参照のこと’）によって規定されている。
【００８０】
カーボンブラックを、ＡＳＴＭ（ＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ｉｎ ＳＢＲ−Ｒｅｃｉｐｅ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓを参照のこと）によってＳＢＲゴムコンパウンド中で評価した。典型的なゴム混合プロセスおよびテストは、Ｍａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎ、ＲＵＢＢＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖａｎ Ｎｏｒｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９８７、および２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖａｎ Ｎｏｒｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９７３）に記載されている。バウンドラバーの試験は、Ｇ．Ｋｒａｕｓ、ＲＵＢＢＥＲ ＣＨＥＭ ＴＥＣＨＮ、Ｖ３８、１０７０（１９６５）およびＳ．Ｗｏｌｆｆ、Ｍ−Ｊ Ｗａｎｇ、Ｅ−Ｈ Ｔａｎ、ＲＵＢＢＥＲ ＣＨＥＭ ＴＥＣＨＮ、Ｖ６６、１６３（１９９３）に記載されている。最大ｔａｎδは、ゴムのヒステリシス（転がり抵抗）の尺度である。これは、ねじれ歪みモード（歪み）で運転したＡＲＥＳ／Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ＩＩ（ＲＤＳ ＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ、Ｉｎｃ．、Ｎ．Ｊ．）を使用してテストした。測定を、０℃、０．２〜１２０％の範囲の二重歪み振幅（ＤＳＡ）を用いた歪みスイープ、１０Ｈｚの一定周波数で行った。耐摩耗性を、Ｃａｂｏｔ Ａｂｒａｄｅｒ（米国特許第４、９９５、１９７号明細書を参照のこと）を使用してテストした。
【００８１】
ＰＡＨ濃度の試験を、図１に示すように、２２の個々のＰＡＨを、ＧＣＭＳ分析を用いて、トルエンによる抽出を含むＣａｂｏｔの手順に従って行った。この方法は、２１Ｃ．Ｆ．Ｒ．ｐａｒｔ１７Ｂ、ＦＤＡ ＦＥＤＥＲＡＬ ＲＥＧＩＳＴＥＲ、Ｖ６２、＃９０．Ｍａｙ９、１９９７に記載されている。
【００８２】
例２
以下の例では、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの２種の市販されているカーボンブラック、すなわち、Ｖｕｌｃａｎ（商標）７Ｈ カーボンブラックおよびＶｕｌｃａｎ（商標）Ｊ カーボンブラックをテストした。これらのカーボンブラックを、２つの技術、すなわち、ソックスレー抽出によって抽出またはカーボンブラックの加熱に掛けて、ＰＡＨを除去した。特に、抽出および加熱テストを以下で説明する。
【００８３】
１００ｇｍサンプルの抽出を、１５００ｍｌのトルエンを用いて、４８時間ソクスレー中で行った。
【００８４】
カーボンブラックの加熱を、空気または窒素環境の循環オーブン中で行った。１’’×１２’’×１２’’のサイズを有するトレイを、１００ｇｍカーボンブラックサンプルを拡げるために使用した。加熱温度は、２８５℃〜５００℃で変化した。それぞれの加熱条件を、１時間の間適用した。加熱温度および環境を、表１および表２中において、カーボンブラックのそれぞれの研究したサンプルについて、特定する。
【００８５】
この試験の結果を下記に説明する。図に示すように、溶媒の使用および熱の使用によるＰＡＨの除去は、ＰＡＨ、特に、ＰＡＨ２２を著しく減少させるのに効果的であった。さらに重要なことに、エラストマー組成物またはゴムマトリックス内で達成された機械的特性は、ＰＡＨに関わりなく実質的に維持され、低ＰＡＨ量のカーボンブラック、特にゴムグレードがタイヤ産業およびゴム産業に受け入れられると考えられる場合、これは、かなり驚くべきであり、そして重要であった。
【００８６】
表１
【表１】
【００８７】
表２
【表２】
【００８８】
例３
この実験は、高温ガスの分離によって非常に低いＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックを生成するために行った。ＰＡＨ分子を、高温下反応器中で改質し、そして反応物流を冷却するにつれて、反応物は、カーボンブラックの表面上に凝縮した。ＰＡＨ分子がガス相中に残留し、そしてカーボンブラック上に凝縮しないように、実験ではサイクロンを用いて、約７５０℃の温度でカーボンブラックから排ガスを分離した。カーボンブラックは、Ｖ７Ｈ（１１２ｍ２／ｇ）に等しいＳＴＳＡであった。反応器からの副流を引き込むことによるサイクロンを通したサンプルの収集の間、ＭＵＦ（メインユニットフィルター）およびペレタイザーからのサンプルをまた、対照として集めた。サイクロン中に収集されたカーボンブラックは、約〜１６ｐｐｍの全ＰＡＨ含有量を有し、標準の製造手順の一部として収集された対照サンプルより２桁低いことが判明した。天然ゴムのコンパウンド特性の研究により、このように集めらた低ＰＡＨ量のカーボンブラックが、対照サンプルと性能において等しいことが示された。
【００８９】
カーボンブラック上でのＰＡＨの凝縮を減少させるために、カーボンブラックの高温ガスの分離を、サイクロンを使用してパイロットプラント反応器において行った（表中の’’サイクロン’’は、本発明のこれらのサンプルを示す）。目的は、キログラム量のブラックを分離して、ＰＡＨおよびまた（ＭＵＦ（メインユニットフィルター）中で通常の方法により分離された）対照サンプルと共にコンパウンド特性を研究することである。実験では、高温ガスの分離のためにカーボンブラック反応器から副流を引き込んだ。低ＰＡＨ量ブラックのサイクロン回収の代わりに、高温ろ過を使用できた。例えば、所望温度の分離（〜７５０℃）を保つことができるセラミックフィルター（メーカー：Ｃａｌｄｏ）または焼結金属フィルター（メーカー：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｒｏｕｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を使用できた。
【００９０】
急冷した反応器の下流の温度は、７５０℃程度であり、そしてサンプルを引き込むために使用可能であるいくつかの急冷ポートがあったので、分離のための反応器のサンプルを引き込むために使用したところは、反応器の急冷と熱交換器との間であった。実験は、熱い間の排ガスからのカーボンブラックの分離を含み、そして、次に、好ましくは、表面の酸化を避けるために、空気への暴露の前に、〜２００℃未満の温度にカーボンブラックを冷却した。実験では、サイクロン分離システムを、反応器の急冷より下流の急冷ポートの１つに接続し、サイクロンの底に取り付けられた容器内にカーボンブラックを落とし、一方、（カーボンブラックを取り除いた）含有量の低い排ガスを、原動力となる流れとして１００ｐｓｉの蒸気ラインを有する排出装置（この場合は、急冷アスピレーター）を使用して、反応器下流に戻した。分離の温度をサンプリングシステム中で異なる場所で測定した。サンプリングシステムを、直結されていない反応器の区画に接続して、蒸気排出装置によって作り出される吸引が、反応器から出る流れを引き込むのにサンプリングシステムにとって充分であるかどうかを決定した。
【００９１】
全サンプリングシステム、主にサイクロンの底にあるサンプル容器を予め加熱して、システムが冷却されている間のＰＡＨの凝縮を防いだ。任意であるが、熱いＮ２（８００℃）を、容器内において直径で反対側に位置する２つの焼結した金属多孔質管を通して散布した。管を通して冷却されたＮ２を散布することによって収集後に、同じ管を、カーボンブラックを冷却するために使用した。２つの熱電対、容器の中心の一方および（壁から１インチ、かつ底から１インチ）に沿った他方を、カーボンブラックサンプル温度のインジケーターとして使用した。詳細な図を、図５に示す。
【００９２】
熱処理実験をＶ７Ｈ上で行ったので、反応器でＶ７Ｈ（〜１１２ｍ２／ｇ）に等しいＳＴＳＡのカーボンブラックを製造した。目的は、低Ｓｐｅｃ２０のブラックを作るために、極度に短い急冷を保つこと、そして次に熱分離されたサンプルを収集することであった。ＭＵＦ（メインユニットフィルター）からの湿ったペレットおよびふわふわしたサンプルを、対照サンプルとして同時に収集した。Ｓｐｅｃ２０は、（ＡＳＴＭ Ｄ１６１８に基づいてテストされた）トルエン脱色の参照である。
【００９３】
排ガスがサンプリングタンクに入る主なメカニズムは、（フロー流れにとって行き止まりであるので）拡散によっており、そして大幅なＰＡＨ凝縮とならないであろう。従って、サンプリングシステムを前加熱することなく実験を行った。２’９’’の先細の上流であった急冷の上流を移動させることによって、ＭＵＦ（メインユニットフィルター）からのふわふわしたサンプルのＳｐｅｃ２０を、５０代に引き下げた。
【００９４】
表３は、異なるサンプルでのＰＡＨおよび他のデータを示す。ＷＰは、サンプルが乾燥機に入る前に採取された、湿ったペレットのカーボンブラックをいう。
【００９５】
表３．異なるサンプルでのＰＡＨの結果。示されたデータは、２つの測定の平均である。
【表３】
【００９６】
ＭＵＦ（メインユニットフィルター）およびＷＰサンプルで測定されたＰＡＨは、高温ガスの分離を介してサイクロン中で収集されたものより著しく高かった。収集時間は１時間であり、そして、サンプリングシステムは、熱く、そしてサンプリング期間の大部分の間、約〜７００℃の定常状態分離温度にあったという事実により、ＰＡＨレベルは約〜１６ｐｐｍであった。
【００９７】
表４は、対照サンプルであったふわふわしたＭＵＦ（メインユニットフィルター）と比較したｓｐｅｃ２０、ＰＡＨ測定および主要なコンパウンド特性での結果のまとめをを示す。アスタリスク（＊）を有する表中に示されたデータは、２つのデータ点の平均値であり、誤差はまた２つの測定に基づく。ブラック上のＰＡＨは、２桁減少していたが、測定されたコンパウンド特性は、実験誤差の範囲内で等しかったことが結果から明らかである。水素イオンの抽出によって測定された活性水素の含有量は、非常に近い様であり、ｓｐｅｃ２０および全ＰＡＨは、サイクロンと対照サンプルとの間で非常に異なっていた。これは、ＰＡＨが除去され（またはブラックの表面上で凝縮できない）間、ブラックの表面の化学は、影響されないまま（活性Ｈ含有量によって測定された）であり、このように非常に類似したコンパウンド特性を生じるという事実の指標となる。図３および図４は、測定されたＰＡＨおよびコンパウンド特性のグラフィカル表示であり、上記の方法によってＰＡＨ濃度を除去することが、ブラックの補強特性に影響しないことをあらためて示す。
【００９８】
表４
【表４】
＊２つのテストに基づいて報告された値および誤差
【００９９】
サイクロンを使用した排ガスからのブラックの高温ガスの分離での副流サンプリングは、カーボンブラックのＰＡＨ汚染を２桁の大きさで減少させることにおいて成功した。カーボンブラックの後処理は、蒸気流動床中で起こることができる。
【０１００】
別の方法として、ＭＵＦ（メインニットフィルター）は、約１０００℃の温度で運転できるセラミックフィルターを有するフィルターハウスで置き換えできる。回転式のロックから落ちた熱いカーボンブラックは、次にまたカーボンブラックをペレタイザーに供給するために必要な温度に冷却する蒸気を用いて運ぶことができるか、またはＰＡＨをなくした後で、冷却された排ガスとともに運ぶことができる。従って、この方法から入手できる排ガスは、ずっと多い回復可能なエネルギーを有するであろうし；そうした方法は、ベンチュリ冷却器中で水スプレーを必要としないであろうし、そして燃料としてバーナー中で再利用するために、排ガスにさらに導くであろうので、これは’’ずっと湿っていない’’。
【０１０１】
例４
この例において、下の表に記載したように、異なるカーボンブラックを除き、例２を繰り返して使用し、そしてＰＡＨを除去するために処理した。
【０１０２】
【表５】
【０１０３】
【表６】
【０１０４】
【表７】
【０１０５】
【表８】
【０１０６】
【表９】
【０１０７】
出願人らは、本開示中の全ての引用文献の全内容を特に取り込む。さらに、量、濃度、または他の値またはパラメーターが、範囲、好ましい範囲、またはより大きい好ましい値のリストおよびより低い好ましい値のいずれかとして与えられる場合、これは、範囲が別々に開示されているかどうかに関わらず、すべての対のすべての上限範囲または好ましい値と、全ての下限範囲または好ましい値との全ての対でできた全ての範囲を特に開示するものと理解されるべきである。数値の範囲が本明細書中に記載される場合、特に明記しない限り、この範囲は、それらの両端、ならびに範囲内の全ての整数および端数を含むことを意図する。本発明の範囲は、範囲を規定した場合に、特定値に限定されることを意図しない。
【０１０８】
本発明の他の態様は、本願明細書および本明細書中において開示された実施を考慮することで、当業者に明らかであろう。本願明細書および例は、本発明の真の範囲および精神が、以下の請求項およびその均等を有し、例示的のみであることを意図する。
【技術分野】
【０００１】
本願は、先の２００６年１１月７日出願の米国仮特許出願第６０／８６４、７５０号明細書（参照することによってその全てを本明細書中に取り込む）の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）利益を主張する。
【０００２】
本発明は、カーボンブラック、エラストマー組成物またはゴム組成物等のカーボンブラック含有組成物、カーボンブラックの製造方法、およびカーボンブラックの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
工業的に製造されるカーボンブラックは、制御された処理条件下の高温の元で炭化水素の熱分解によって提供される。これらの条件下では、ＰＡＨとしても公知の微量レベルの多環芳香族炭化水素が、カーボンブラックの表面に生成する。
【０００４】
なんらかのＰＡＨは、健康に害を及ぼす効果を有する可能性がある。カーボンブラックに付着しているＰＡＨは、ヒト曝露に直ちに入手できないが、ＥＵの規制および顧客の両者によって、カーボンブラック中でＰＡＨの濃度を低下させるための行動が取られている（Ｂｏｎｎ ＰＪらのＦｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡＨ−ＤＮＡ ａｄｄｕｃｔｓ ａｆｔｅｒ ｉｎ ｖｉｖｏ ａｎｄ ｖｉｔｒｏ ｅｘｐｏｓｕｒｅｏｆ ｒａｔｓ ａｎｄ ｌｕｎｇ ｃｅｌｌｓ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋｓ、Ｔｏｘｉｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈａｒｍａｃｏｌｏｇｙ、２００５ Ｊｕｎｅ １；２０５（２）：１５７〜１６７を参照のこと）。最近の例は、
食品との接触を意図するプラスチック材料および物品のための規則を調和させるＥＵ指令２００７／１９／ＥＣの公布。この指令は、カーボンブラック中での０．２５ｍｇ／ｋｇのベンゾ（ａ）ピレン含有量を定めた。この指令の前は、ＰＡＨ上限がカーボンブラックに存在しなかった、
タイヤの生産で使用されるエキステンダー油中でのＰＡＨの含有量を規制するＥＵ指令２００５／６９／ＥＣの公布。この指令は、カーボンブラック中のＰＡＨの含有量を直接規制しない；しかし、ＥＵは、難分解性有機汚染物質での長距離の国境を越えた空気汚染の１９７９コンベンションの１９９８議定書の要求に応じて、ＰＡＨの年間排出物を減らすために、タイヤを生産用に使用されるエキステンダー油およびブレンド中のＰＡＨの含有量を規制することを選択した、
を含む。
【０００５】
上記に列挙した例は、より低ＰＡＨカーボンブラックへの増加している傾向を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カーボンブラックでのより低ＰＡＨへの増加している欲求があるが、ＰＡＨのあらゆる減少は、ゴムおよび他の用途におけるカーボンブラックの望ましい性能特性と妥協できない。従って、現在のカーボンブラックによって達成できる特性を犠牲にすることなく、カーボンブラック中のＰＡＨ濃度を低下させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴は、低ＰＡＨ濃度量を有するカーボンブラックを提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる特徴は、ゴムおよび他の用途において受け入れられる物理的な特性を保持する低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる特徴は、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを製造する方法を提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる特徴は、望ましいゴム特性を有し、そして低ＰＡＨ量を有するラバーブラックを提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる特徴および利点は、以下の記載で部分的に記述されるであろうし、そして記載から部分的に明らかであろうし、または本発明の実施から学習できるであろう。本発明の目的および他の利点は、記載および請求項で特に指摘された要素および組み合わせの手段によって実現され、そして達成されるであろう。
【００１２】
これらの利点および他の利点を達成するために、そして本明細書中で具体化され、そして広範に記載された本発明の目的に従って、本発明は、２２のＰＡＨ化合物の規定された群における低全濃度等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関する（図１を参照のこと）。本発明の目的のために、ＰＡＨ２２は、ベンゾ（ｊ）フルオラントレン以外の図１で特定されるＰＡＨの測定である。また、本発明の目的のためのＰＡＨ８は、ベンゾ（ａ）アントラセン、ベンゾ（ａ）ピレン、ベンゾ（ｅ）ピレン、ベンゾ（ｂ）フルオラントレン、ベンゾ（ｊ）フルオラントレン、ベンゾ（ｋ）フルオラントレン、クリセン、およびジベンゾ（ａ、ｈ）アントラセンの測定である。ＢａＰは、ベンゾ（ａ）ピレンの参照である。例えば、カーボンブラックは、３００ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、または７５ｐｐｍ以下、または３０ｐｐｍ以下等の５００ｐｐｍ程度の２２ＰＡＨでの低い全濃度を有することができる。
【００１３】
本発明は、少なくとも１種のエラストマーまたはポリマーまたはゴムと共に、エラストマー組成物またはゴム組成物中に、本発明の少なくとも１種のカーボンブラックを含有するエラストマー組成物またはゴム組成物に関する。
【００１４】
本発明はまた、カーボンブラックからＰＡＨの少なくとも一部を除去するのに充分な高温に、カーボンブラックを曝すステップ、および／またはカーボンブラックを溶媒抽出にかけて、カーボンブラックからＰＡＨの少なくとも一部を除去するステップを含む、低いＰＡＨ全濃度を有するカーボンブラックを製造するための方法に関する。本発明はまた、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを生産する方法に関し、この方法は、カーボンブラックおよびＰＡＨを含有する高温の排ガスの存在を含むカーボンブラックの製造の間に、カーボンブラックからＰＡＨを有する高温の排ガス（またはそれらの少なくとも一部）を除去することを含む。
【００１５】
当然のことながら、先の一般的な記載および以下の詳細な記載の両方は、例示的かつ説明的なだけであり、そして請求項のような本発明のさらなる説明を提供することを目的とする。
【００１６】
本願に取り込まれ、そして本願の一部を構成する添付図面は、本発明のいくつかの態様を具体的に示し、そして記載と共に本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の目的のための’’ＰＡＨ２２’’と考えられる２２のＰＡＨ化合物（ベンゾ（ｊ）フルオラントレンを除く）の表である。
【図２】図２は、ＰＡＨ２２に対する処理温度を示すグラフである。
【図３】図３は、３つのサンプルでの全ＰＡＨを示す棒グラフであり、その１つは低い合計濃度のＰＡＨを有する。
【図４】図４は、３つのサンプルのための相対的なゴム特性を示す棒グラフである。
【図５】図５は、サイクロン回復システムの例を示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ナフタレン、コロネンおよび種々の温度にわたってＶＵＬＣＡＮ７Ｈカーボンブラックにおいて減少している全ＰＡＨ２２含有量の減少を示すグラフである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ナフタレン、コロネンおよび種々の温度にわたってＶＵＬＣＡＮ７Ｈカーボンブラックにおいて減少している全ＰＡＨ２２含有量の減少を示すグラフである。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ナフタレン、コロネンおよび種々の温度にわたってＶＵＬＣＡＮ７Ｈカーボンブラックにおいて減少している全ＰＡＨ２２含有量の減少を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、低ＰＡＨ２２等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関する。本発明はまた、少なくとも１種のエラストマーと共に本発明の少なくとも１種のカーボンブラックを含有するゴム組成物またはエラストマー組成物に関する。本発明は、さらに本発明のカーボンブラックの製造方法に関する。
【００１９】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明は、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関する。カーボンブラックが低ＰＡＨ量を有するように、カーボンブラックは生成でき、または市販されているカーボンブラックでは、低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを生成するように、ＰＡＨを除去するために適切に処理できる。本発明のカーボンブラックは、例えば、ヨード吸収、ＤＢＰＡ、粉砕したＤＢＰＡ、ＣＴＡＢ、窒素表面積、ＳＴＳＡおよび／または着色強度、ならびにその同類のものに関して、すべての基準ＡＳＴＭカーボンブラック規格で、低ＰＡＨ量を有することができる。カーボンブラックは、特別なＮ−シリーズカーボンブラックのためのＡＳＴＭ規格特性を有するＮ１１０、Ｎ１２１、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２９９、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ６５０、Ｎ６６０、Ｎ６８３、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７４、Ｎ７８７および／またはＮ９９０カーボンブラック等のＡＳＴＭ規格カーボンブラックであることができる。カーボンブラックは、２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇ以上にかけてＳＴＳＡを有することができる。カーボンブラックは、Ｎ１１０ ＡＳＴＭカーボンブラック〜Ｎ９９０ＡＳＴＭカーボンブラック、そしてさらに好ましくは、Ｎ１１０〜Ｎ５００ ＡＳＴＭカーボンブラック等の低ＰＡＨ量を有する任意のＡＳＴＭグレードのカーボンブラックであることができる。あらゆる商業グレードのカーボンブラックは、低ＰＡＨ量を有するように生成でき、そして／またはその後に本発明に基づく低ＰＡＨ量を有するように処理できる。カーボンブラックは、ファーネスブラック、チャネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック、ケイ素含有種、および／または金属含有種を含有する炭素製品ならびにその同類のものであることができる。
【００２０】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明は、１種または２種以上の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラック（本発明の目的のために、ＰＡＨ含有量は、２１ＣＦＲパート１７Ｂ、ＦＤＡ Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ、ｖ６２、＃９０．Ｆｒｉｄａｙ Ｍａｙ ９、１９９７に記載された方法によって、測定／テストされ、参照により本明細書中にその全てを取り込む）に関し、そして、任意選択的に、ゴムマトリックス、またはエラストマー組成物中に少なくとも１つの有益な機械的特性を与える能力を有する。少なくとも１つの有益な機械的特性は、以下の１つまたは２つ以上であることができる：
−耐摩耗性（２１％すべり）−米国特許第４、９９５、１９７号明細書によりテスト。
−伸長（％）−ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
−引っ張り強度（ＭＰａ）；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
〜１００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
〜３００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
−３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；ＳＢＲ中カーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法調合および評価手順。
−バウンド（ｂｏｕｎｄ）ゴム（％）；Ｓ．Ｗｏｌｆｆ、Ｍ−Ｊ Ｗａｎｇ、Ｅ−Ｈ Ｔａｎ、Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｈｅｍ Ｔｅｃｈｎ、ｖ６６、１６３（１９９３）。
−ねじれ歪みモード（剪断）で操作したＡＲＥＳ／Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ＩＩ （ＲＤＳ ＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ、Ｉｎｃ．，ＮＪ）でテストした０℃での最大ｔａｎδ。測定を、０℃、１０Ｈｚの一定周波数で、０．２〜１２０％の範囲で二重振幅歪（ＤＳＡ）を用いて、歪みスイープで行った。
【００２１】
本発明の１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、低ＰＡＨ量およびこれらの有益な機械的特性の少なくとも１つ、少なくとも２つの、少なくとも３つの、少なくとも４つの、少なくとも５つの、少なくとも６つの、少なくとも７つの、および／または８つ全てのこれらの有益な機械的特性を有することができる。これらの機械的特性は、上記それぞれの機械的特性の次に提供される公知のＡＳＴＭまたは認定基準（Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ）によって測定される。
【００２２】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明は、低ＰＡＨ２２等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックに関し、カーボンブラックは、少なくとも１つの有益な機械的特性を与える能力を有する、上記の様に、これらの機械的特性の少なくとも１つは、高ＰＡＨ２２等の高ＰＡＨを有する同じタイプのカーボンブラックと同等の機械的特性値の１０％以内（例えば、５％以内、３％以内、１％以内）である。高ＰＡＨ２２は、例えば、６００ｐｐｍ〜１、０００ｐｐｍ等の６００ｐｐｍ以上のＰＡＨ２２であることができる。低ＰＡＨ量および高ＰＡＨを有する同じタイプのカーボンブラックと同等の機械的特性の１０％以内にあるポリマーマトリックス中において少なくとも１つの有益な機械的特性を与える能力を有する本発明のカーボンブラックは、有益な機械的特性の少なくとも１つ、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも４つ、少なくとも５つ、少なくとも６つ、少なくとも７つ、および／または８つ全てのこれらの有益な機械的特性に関してであることができる。言い換えれば、本発明は、低ＰＡＨ２２等の低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを提供する能力を有し、そしてエラストマー組成物等のポリマーマトリックス、少なくとも比較できる（この比較は、特別な機械的特性の１０％以内（例えば、５％以内または１％以内）を意味すると理解される）機械的特性またはゴム特性を与える。
【００２３】
本発明の目的のために、低ＰＡＨ量は、低ＰＡＨ２２を含み、または低ＰＡＨ２２によって規定される。上記に示したように、ＰＡＨ２２は、本願の図１に記載のＰＡＨの測定である。本発明の目的のために、低ＰＡＨ量は、低ＰＡＨ２２によって規定できる。好適な量の例は、カーボンブラック中に存在するＰＡＨ２２の量に関して５００ｐｐｍ以下、４００ｐｐｍ以下、３００ｐｐｍ以下、２００ｐｐｍ以下、１５０ｐｐｍ以下、１２５ｐｐｍ以下、１００ｐｐｍ以下、７５ｐｐｍ以下、５０ｐｐｍ以下、２５ｐｐｍ以下を含む。好適な範囲は、カーボンブラック中に存在するＰＡＨ２２の全量に関して約１ｐｐｍ〜約５００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ、１５ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ、５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、または１ｐｐｍ〜３０ｐｐｍを含む。上記に提供した範囲または量のいずれかで、下限は、０．１ｐｐｍ、１ｐｐｍ、２ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、または１５ｐｐｍであることができる。範囲は、正確にであるかまたは約（例えば、’’約１ｐｐｍ’’およびその同類のもの）であることができる。少なくとも１つの態様において、これらのｐｐｍ範囲は、ＰＡＨのすべてまたは任意の数（例えば、すべてのＰＡＨまたはＰＡＨの１種もしくは２種以上）に適用できる。本発明の目的のために、ＰＡＨ２２は、ベンゾ（ｊ）フルオラントレンを除き図１で特定されたＰＡＨの測定である。また、本発明の目的のためのＰＡＨ８は、ベンゾ（ａ）アントラセン、ベンゾ（ａ）ピレン、ベンゾ（ｅ）ピレン、ベンゾ（ｂ）フルオラントレン、ベンゾ（ｊ）フルオラントレン、ベンゾ（ｋ）フルオラントレン、クリセン、およびジベンゾ（ａ、ｈ）アントラセンの測定である。ＢａＰは、ベンゾ（ａ）ピレンの参照である。
【００２４】
１種または２種以上の態様において、本発明のカーボンブラックの１種または２種以上は、０．２〜１．５マイクログラム／ｍ、または０．３〜１．２５マイクログラム／ｍ、または０．４〜１．０マイクログラム／ｍ、およびその同類のもの等の約０．１５〜約２マイクログラム／ｍ２のＰＡＨ含有量を有することができる。
【００２５】
１つまたは２つ以上の態様において、および任意選択的に別個の態様として、本発明は、約０．１５〜約２マイクログラム／ｍ２のＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックに関し、該ＰＡＨ含有量は、ＰＡＨ２２含有量に基づいて決定され、そして任意選択的にカーボンブラックは、任意の１つまたは２つ以上の特徴および／または特性を有することができ、そして任意選択的に本明細書中に記載されたようなポリマーまたはゴム調合物（または他の調合物）の一部であることができる。他の範囲は、０．２〜１．５マイクログラム／ｍ２、または０．３〜１．２５マイクログラム／ｍ２、または０．４〜１．０マイクログラム／ｍ２、およびその同類のものを含む。
【００２６】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、低ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックに関する。ＰＡＨ含有量は、決定されることができ、そして好ましくは、本明細書中に示されたＰＡＨ２２含有量に基づいて決定される。カーボンブラックは、ファーネスカーボンブラックまたは本明細書中に記載された他のカーボンブラックであることができる。１つまたは２つ以上の態様において、低ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックは、特別なＳＴＳＡ範囲、特別なＩ２Ｎ０／ＳＴＳＡ比、ならびに特別なＰＡＨ含有量および、ある場合には、特別なＤＢＰ範囲に基づいている。１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、以下の群の１つまたは２つ以上から選択できる。
ａ）ＳＴＳＡ：１１０〜２５０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．２〜０．７０
ＰＡＨ：４００ｐｐｍ以下
ｂ）ＳＴＳＡ：８０〜１１０ｍ２／ｇ、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１５〜０．７０
ＰＡＨ：３０ｐｐｍ以下
ｃ）ＳＴＳＡ：６５〜７５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１１５〜１２５ｍＬ／１００ｇ
ｄ）ＳＴＳＡ：６５〜８０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．７０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下
ｅ）ＳＴＳＡ：１〜３５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．４０〜０．７０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下；または
ｆ）ＳＴＳＡ：７０〜９０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．００〜１．２０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：６０〜８０ｍＬ／ｌ００ｇ；または
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．９１〜１．０８
ＰＡＨ：１００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１０９〜１１９ｍＬ／ｌ００ｇ。
上記の群は、特性とＰＡＨ含有量との特別な組み合わせを提供し、ゴムまたはエラストマー調合物（または他の調合物）およびその同類のものを含むが、これらに限られない種々の用途において特に有用である。
【００２７】
上記群ａ）〜ｇ）のそれぞれに関して、以下は、使用できる特別な範囲、準範囲、およびその同類のものの例である。
ａ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１１０〜２００；１１０〜１８０；１１０〜１７５；１１０〜１３０；１１５〜２５０；１１５〜２００；１１５〜１８０；１１５〜１７５；１２０〜２５０；１２０〜２００；１２０〜１７５；１２５〜２５０；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１５〜０．７；１．２〜０．７；１．１〜０．７；１．０〜０．７；０．９〜０．７；１．０〜０．８；１．２〜０．８；１．２〜０．９；１．１５〜０．８；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：３５０以下；３００以下；２５０以下；２００以下；５０以下；１〜１５０；１００以下；２０以下；１〜２００；５〜２００；１０〜２００；１０〜１００；５〜１５０；５〜１００；５〜５０；１〜５０；１〜２０；１〜１０。
ｂ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：８０〜１０５；８０〜１００；８０〜９０；８２〜１１０；８３〜１１０；８３〜１０５；８５〜１０５；９０〜１１０；９０〜１０７；８３〜１００；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１０以下；１．１５〜０．７；１．１５〜０．８；１．１０〜０．７５；１．０〜０．７５；１．１５〜０．８５；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：１〜２０；１０以下；１〜１０；５〜３０；１〜３０；３〜３０；１〜１５；１〜２５。
ｃ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：６６〜６８；６７〜７５；７０〜７５；６８〜７２；６９〜７０；７０〜７４；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１〜０．８９；１．１〜０．９０；１．１〜０．９０；１．０〜０．９６；１．０〜０．９５；１．０５〜０．９０；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：１〜４５０；４００以下；３５０以下；３００以下、２５０以下；２００以下；１７５以下；１５０以下；１２５以下；１００以下；７５以下；５５以下、４５以下；１〜５；１〜９；１〜８；１〜７；１〜６；８以下；０．５〜９。
ｃ）のカーボンブラックの例は、Ｎ−３５１カーボンブラックであることができる。
ｄ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：６８〜８０；７０〜８０；７２〜８０；７０〜７７；６８〜７５；７２〜８０；６９〜７４；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．８８〜０．７２；０．８５〜０．７２；０．８３〜０．７０；０．８５〜０．７；０．８５〜０．７５；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：４００以下；２００以下；１５０以下；１〜１００；５０以下；２０以下；１〜５００；１〜４００；１〜３００；１〜２００；０．５〜１００；０．５〜５０；１〜３０；１〜２５；１〜２０；１〜１０；０．５〜１０；０．５〜５。
ｅ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１〜３０；３〜２５；５〜２０；７〜２０；７〜３０；２〜２０；２〜１５；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．３以下；１．２以下；１．１５以下；１．１０以下；１．０以下；０．９以下；１．４〜０．７；１．３〜０．７；１．２５〜０．７；１．２〜０．７；１．１５〜０．７；０．９〜０．７；０．９５〜０．７；０．７５〜０．７；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：１〜２０；２０以下；１〜５０；１〜４０；１〜３０；１〜２０；１〜１０；０．５〜５；３〜５０；３〜２５。
ｆ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：７０〜８７；７０〜８５；７３〜９０；７３〜８５；７３〜８０；７２〜７７；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．０〜１．１５；１〜１．１；１．０５〜１．２；１．０５〜１．１５；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：２０以下；１０以下；１〜２０；１〜５０；１〜４０；１〜３０；１〜２０；１〜１０；０．５〜５；３〜５０；３〜２５；および／または、
ＤＢＰ（ｍＬ／１００ｇ）：６５〜８０；７０〜８０；７２〜８０；６５〜７８；６８〜７７；６９〜７６。
ｆ）のカーボンブラックの例は、Ｎ−３２６カーボンブラックであることができる。
ｇ）ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：９０〜９５；８９〜９４；９０〜９４；および／または、
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．９２〜１．０７；０．９４〜１．０５；０．９６〜１．０３；０．９７〜１．００；および／または、
ＰＡＨ（ｐｐｍ）：８０以下；６０以下；５０以下；４０以下；３０以下；２０以下；１０以下；１〜２０；１〜５０；１〜４０；１〜３０；１〜２０；１〜１０；０．５〜５；３〜５０；３〜２５；および／または、
ＤＢＰ（ｍＬ／１００ｇ）：１１０〜１１５；１１２〜１１４；１１１〜１１８；１１３〜１１７。
ｇ）のカーボンブラックの例は、Ｎ−３７５カーボンブラックであることができる。
【００２８】
任意選択的に、ＰＡＨ２２含有量に加えて、または別個で、カーボンブラックａ）のためのＰＡＨ８は、１５ｐｐｍ以下（例えば、１２ｐｐｍ以下、０．５ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ、１ｐｐｍ〜５ｐｐｍ、５ｐｐｍ以下）であることができる。さらにまたは替わりに、ＢａＰは、４ｐｐｍ以下（０．１ｐｐｍ〜４ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ〜３ｐｐｍ）であることができる。本発明のカーボンブラックは、等しくより低いＰＡＨ８を有することができ、そして一般的に本明細書中に記載されたＰＡＨ２２値より、少なくとも５０％（例えば、５０％〜８０％低い）ＰＡＨ８を有することができる。さらに、カーボンブラックのためのＢａＰは、典型的には本明細書中に記載されたＰＡＨ２２値より、少なくとも７５％低い（例えば、７５％〜９５％低い）ことができる。
【００２９】
本発明の少なくとも１つの態様において、本発明のカーボンブラックは、その用語が業界において理解されるような、ゴムグレードのまたはタイヤグレードのカーボンブラックであることができる。少なくとも１つの態様中の本発明のカーボンブラックは、約２０ｍ２／ｇ〜２００ｍ２／ｇまたは約２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇまたは約８０〜約１４０ｍ２／ｇのＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）を有することができる。例えば、ＳＴＳＡは、約８０〜約１００ｍ２／ｇまたは約８０〜約９０ｍ２／ｇであることができる。選択肢として、カーボンブラックは、０．７（以下）〜０．９８等の１．０未満のヨードＮｏ／ＳＴＳＡ比を有することができる。
【００３０】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、ｙ以下
ｙ＝０．００４ｘ＋（０．６２２１）
（式中、ｙ＝Ｉ２Ｎ０．／ＳＴＳＡおよびｘ＝ＳＴＳＡ５、式中、ＳＴＳＡは、２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇであることができる。）であるＩ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ比を有することができる。
カーボンブラックのヨード数（Ｉ２Ｎｏ．）は、ＡＳＴＭテスト手順Ｄ１５１０に従って決定される。ＳＴＳＡ（統計的厚み表面積）は、ＡＳＴＭテスト手順Ｄ−５８１６（窒素吸着によって測定される）に基づいて決定される。
【００３１】
本発明の少なくとも１つの態様において、ゴムグレードのまたはタイヤグレードのカーボンブラック等のカーボンブラックは、２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇまたは８０〜約１４０ｍ２／ｇのＳＴＳＡの組み合わせで、以下の機械的特性またはゴム特性の１つまたは２つ以上を有することができ、カーボンブラックがゴム調合物中に存在する場合、機械的特性および／またはゴム特性は、ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順に従って決定される：
８０〜１７０の耐摩耗性（２１％すべり）；
３００〜６００の伸長（％）；
２０〜３５の引っ張り強度（ＭＰａ）；
２．４〜４．５の１００％弾性率（ＭＰａ）；
１２〜２３の３００％弾性率（ＭＰａ）；
３．５〜６の３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；
１５〜３０のバウンドラバー（％）；および／または
０℃で、０．２５〜０．４の最大ｔａｎδ。
これらの特性は、１種または２種以上のゴムコンパウンドで達成でき、そしてゴムが天然ゴムおよび／またはＳＢＲの場合、達成できる。
【００３２】
本発明の１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、上記の様に低ＰＡＨ量を有し、ならびに２０ｍ２／ｇ〜１５０ｍ２／ｇまたは８０〜１４０ｍ／ｇのＳＴＳＡおよびそれぞれの特性で提供された式
耐摩耗性（２１％すべり）：ｙ＝５／６（ｘ）＋（４３＋／−１０）
に基づいて以下の機械的特性の１つまたは２つ以上を有するカーボンブラックに関し、式中、ｘは、カーボンブラックのＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）であり、そしてｙは、機械的特性である。
上記で確認された他の機械的特性は、ＳＴＳＡと同じかまたは類似の関係を有することができる。
【００３３】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、本発明の少なくとも１種のカーボンブラックおよび少なくとも１種のエラストマーを含有するエラストマー組成物またはゴムマトリックスに関する。カーボンブラックは、類似のモルホロジーを有するが、より高いレベルのＰＡＨを有するカーボンブラックで一般的に使用されるエラストマーについて、同じ比率で使用できる。当業者は、適当な比がカーボンブラックのモルホロジー、マトリックス組成物、および充填されたポリマーの所望の使用によることを認識するであろう。表面積および構造により、種々のカーボンブラックは、約１０ｐｈｒ〜約１００ｐｈｒ、例えば、約１０ｐｈｒ〜約６０ｐｈｒの配合量で用いることができる。
【００３４】
さらに、エラストマー組成物を生成させるために本発明中で使用されるエラストマーに関して臨界がない。１種または２種以上のエラストマーは存在でき、そして使用できるエラストマーはゴム組成物等のエラストマー組成物の生成において従来のものである。エラストマーは従来の量で使用できる。
【００３５】
任意の好適なエラストマーは、本発明のエラストマー化合物を提供するために、カーボンブラックと混ぜ合わせることができる。そうしたエラストマーは、１、３ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２、３−ジメチル−１、３−ブタジエン、アクリロニトリル、エチレン、およびプロピレンのホモまたはコポリマーを含むがこれらに限られない。エラストマーは、示差走査熱量法（ＤＳＣ）によって測定して約−１２０℃〜約０℃の範囲のガラス転移点（Ｔｇ）を有することができる。例は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、およびそれらの油展誘導体を含むがこれらに限られない。先のいずれかのブレンドをまた、使用できる。
【００３６】
ゴムの中で本発明での使用に好適なのは、天然ゴムおよび塩素化ゴム等のその誘導体である。本発明のカーボンブラックはまた：１９部のスチレンと８１部のブタジエンとのコポリマー、３０部のスチレンと７０部のブタジエンとのコポリマー、４３部のスチレンと５７部のブタジエンとのコポリマーおよび５０部のスチレンと５０部のブタジエンのコポリマー等の約１０〜約７０ｗｔ％のスチレンと、約９０〜約３０ｗｔ％のブタジエンとのコポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン等の共役ジエンのポリマーおよびコポリマーおよびその同類のもの、ならびにスチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、アクリロニトリル、２−ビニルピリジン、５−メチル２−ビニルピリジン、５−エチル−２−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、アルキル置換アクリレート、ビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、メチルビニルエーテル、アクリル酸およびジアルキルアクリル酸アミド等の、それらのαメチレンカルボン酸およびエステルおよびアミド等のそれらと共重合可能なモノマーを含有するエチレン性基を有するそうした共役ジエンのコポリマー等の合成ゴムを用いて使用でき；また本明細書中において使用に好適なのは、エチレンおよびプロピレン、ブテン−１およびペンテン−１等の他の高αオレフィンのコポリマーである。
【００３７】
本発明のエラストマー化合物は、エラストマー化合物の特性をさらに高めるために、１種または２種以上のカップリング剤とさらに混合できる。カップリング剤は、本明細書中で使用される場合、カーボンブラックまたはシリカ等のフィラーと結合してエラストマーとなることができる化合物を含むがこれらに限られない。有用なカップリング剤は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン（Ｓｉ−６９）、３−チオシアナトプロピルトリエトキシシラン（Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧ、ＧｅｒｍａｎｙからのＳｉ−２６４、）、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（Ｕｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ Ｃｏｒｐ．、Ｄａｎｂｕｒｙ、ＣｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔからのＡＩ８９）；ジルコニウムジネオアルカノールアトジ（３−メルカプト）プロピオネート−Ｏ（Ｂａｙｏｒｍｅ、Ｎｅｗ ＪｅｒｓｅｙのＫｅｎｒｉｃｈ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ、Ｉｎｃ．、からのＮＺ６６Ａ、）等のジルコネートカップリング剤等のシランカップリング剤；チタネートカップリング剤；Ｎ、Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１、６−ジアミノヘキサン（日本の住友化学工業からのＳｕｍｉｆｉｎｅ１１６２）等のニトロカップリング剤；および先のもののいずれかの混合物を含むがこれらに限られない。カップリング剤は、好適なキャリアーとの混合物、例えば、Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧから入手可能であるＳｉ−６９とＮ３３０カーボンブラックとの混合物であるＸ５０−Ｓとして提供できる。
【００３８】
本発明中に開示されたエラストマー組成物は、加硫処理組成物（ＶＲ）、熱可塑性加流物（ＴＰＶ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）および熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）を含むがこれらに限られない。ＴＰＶ、ＴＰＥ、およびＴＰＯ材料は、性能特徴の損失無く何回か押し出され、そして成形されるそれらの能力によってさらに分類される。
【００３９】
したがって、本発明のエラストマー組成物は、エラストマー、硬化剤、補強フィラー、カップリング剤、および、任意選択的に、種々の処理助材、油増量剤、および劣化防止剤を含むことができる。上記のような例に加えて、エラストマーは、１、３ブタジエン、スチレン、イソプレン、イソブチレン、２、３−ジメチル−１、３ブタジエン、アクリロニトリル、エチレン、プロピレンから製造されるポリマー（例えば、ホモポリマー、コポリマー、およびターポリマー）およびその同類のものであることができるが、これらに限られない。これらのエラストマーが、ＤＳＣによる測定で、−１２０℃〜０℃にガラス転移点（Ｔｇ）を有することが好ましい。そうしたエラストマーの例は、ポリ（ブタジエン）、ポリ（スチレンコ−ブタジエン）、およびポリ（イソプレン）を含む。
【００４０】
エラストマー組成物は、例えば、硫黄、硫黄供与体、活性化剤、加速剤、過酸化物等の１種または２種以上の硬化剤、およびエラストマー組成物の加流を行わせるのに使用される他の系を含むことができる。米国特許第。６、５７３、３２４号明細書；米国特許第６、５５９、２０９号明細書；米国特許第６、５１８、３５０号明細書；米国特許第６、５０６、８４９号明細書；米国特許第６、４８９、３８９号明細書；米国特許第６、４７６、１５４号明細書；米国特許第６、８７８、７６８号明細書；米国特許第６、８３７、２８８号明細書；米国特許第６、８１５、４７３号明細書；米国特許第６、７８０、９１５号明細書；米国特許第６、７６７、９４５号明細書；米国特許第７、０８４、２２８号明細書；米国特許第７、０１９、０６３号明細書；および米国特許第６、９８４、６８９号明細書の特許は、硬化剤、エラストマー、用法、および本発明中で使用できるその同類のもの等の種々の成分の例を提供する。これらの特許のそれぞれは、参照によりその全てを本明細書中に取り込む。
【００４１】
本発明の組成物（例えば、エラストマーまたは他の組成物または調合物）は、選択肢として、高ＰＡＨを有するカーボンブラックを含むことができ、または、本発明のカーボンブラックと共に、従来のカーボンブラック（または任意の他のフィラーまたは補強剤）を含むことができる。好ましくは、高ＰＡＨカーボンブラックまたは従来のカーボンブラックの量は、存在する全カーボンブラック（例えば、０ｗｔ％〜３０ｗｔ％、または０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、または０．０１ｗｔ％〜１ｗｔ％）の３０ｗｔ％以下等の０〜少量である。
【００４２】
当業者に周知の従来技術は、エラストマー組成物を調製し、そしてカーボンブラックを取り込むために使用できる。ゴムまたはエラストマー化合物の混合は、ゴム混合技術において当業者に公知の方法によって達成できる。例えば、成分は、典型的には、少なくとも２つの段階、すなわち、少なくとも１つの非生産的段階に続く生産的混合段階において混合される。最終の硬化物は、典型的には’’生産的’’混合段階と通常呼ばれる最終段階（混合は典型的には温度、または先行する非生産的混合段階の混合温度より低い究極温度で生じる）において混合される。’’非生産的’’および’’生産的’’混合段階の用語は、ゴム混合技術における当業者に周知である。米国特許第５、７６３、３８８号明細書、米国特許第６、０４８、９２３号明細書、米国特許第６、８４１、６０６号明細書、米国特許第６、６４６、０２８号明細書、米国特許第６、９２９、７８３号明細書、米国特許第７、１０１、９２２号明細書、および米国特許第７、１０５、５９５号明細書中に開示されているもの等の充填されたエラストマー組成物を生産するための湿式マスターバッチ方法はまた、本発明の種々の態様により、カーボンブラックを含有するエラストマー組成物を生産するのに使用でき、そしてこれらの特許は、参照によりその全てを本明細書中に取り込む。
【００４３】
エラストマー組成物または本発明のゴムマトリックスに関して、エラストマー組成物は、本発明の少なくとも１種のカーボンブラックおよび少なくとも１種のエラストマーを含む。エラストマー組成物は、上記で確認した態様のいずれかにおいて、予め確認された機械的特性の１つまたは２つ以上を有することができる。タイヤおよび工業製品を含む製造の種々の物品は、本発明のエラストマー組成物からなる少なくとも１種の成分を含むことができる。例えば、本発明のエラストマー組成物は、タイヤ、ベルトまたはホースの製造において等の補強材料との複合物を生成するために使用できる。好ましくは、本発明の組成物は、タイヤの形態、および例えば、タイヤのトレッド、ワイヤーコート、ビードコート、サイドウォール、アペックス、チャファーおよびプライコートの１種または２種以上を含むさらに特にタイヤの構成部分である。
【００４４】
本発明のカーボンブラックは、種々の方法で製造できる。例えば、市販されているカーボンブラックであるカーボンブラックで始められる。出発材料の例は、Ｎ２３４カーボンブラックを含む市販されているゴムグレードのカーボンブラックまたはタイヤグレードのカーボンブラックを含むがこれらに限られない。カーボンブラックは、カーボンブラックのＮｌ００シリーズ、Ｎ２００シリーズ、Ｎ３００シリーズ、Ｎ４００シリーズ、Ｎ５００シリーズ、Ｎ６００シリーズ、および／またはＮ７００シリーズであることができる。例えば、使用できるカーボンブラックは、Ｎ１１０〜Ｎ９９０ ＡＳＴＭカーボンブラック（例えば、ＮＩ ｌ０、Ｎ１２１、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２９９、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ６５０、Ｎ６６０、Ｎ６８３、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７４、および／またはＮ９９０）を含むがこれらに限られない。カーボンブラックは、Ｎ２２０〜Ｎ３７５ ＡＳＴＭカーボンブラックであることができる。出発材料の市販されている例は、Ｃａｂｏｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＶｕｌｃａｎ（商標）７ＨカーボンブラックおよびＶｕｌｃａｎ（商標）Ｊカーボンブラックを含むがこれらに限られない。市販されているカーボンブラックは、次にカーボンブラックと処理されて、一般的にカーボンブラックの表面上にあるＰＡＨの少なくとも一部を除去できる。一般的に、除去されたＰＡＨおよびさらに好ましくは、除去されたＰＡＨ２２の量は、上記で確認された低ＰＡＨ値を達成するのに充分な値である。
【００４５】
本発明のカーボンブラックは、例えば、Ｖｕｌｃａｎ（商標）グレードカーボンブラック、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ（商標）グレードカーボンブラック、Ｒｅｇａｌ（商標）カーボンブラック、Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌ（商標）カーボンブラック、ＡＳＴＭグレードカーボンブラック、ゴムグレードのカーボンブラック、Ｓｐｈｅｒｏｎ（商標）カーボンブラック、およびその同類のものを生成するのに使用される商業的に入手可能な技術からのＳＴＳＡパラメーターおよびＩ２Ｎ０／ＳＴＳＡに関して調製できる。具体例は、ＡＳＴＭ １２１カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｍ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｊ カーボンブラック、Ｒｅｇａｌ（商標）３００ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）３ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）３Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｋ カーボンブラック、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ（商標）ＳＯ カーボンブラック、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ（商標）ＮＳｌ カーボンブラック、Ｒｅｇａｌ（商標）８５ カーボンブラック、Ｓｐｈｅｒｏｎ（商標）５０００ カーボンブラック、およびその同類のものを含むがこれらに限られない。ＳＴＳＡおよび／またはＩ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ比を有する商業的に種々のカーボンブラックを製造するのに使用される技術は使用できるが、同時に、望ましい低ＰＡＨ範囲を達成することに関して本明細書中で説明された技術は、ゴムおよびエラストマー調合物を含む種々の用途ならびに他の調合物および用途において有用である好適なパラメーターの組み合わせを作り出すために組み合わせて使用される。
【００４６】
ＰＡＨを除去するための方法の例は、ＰＡＨまたはそれらの一部が除去されるように、任意選択的に不活性（例えば、窒素）または真空雰囲気中において、より高いＰＡＨを有するカーボンブラックを充分な高温にさらすこと、または充分な高温で処理することを含むことができる。カーボンブラックは、カーボンブラックからＰＡＨの大部分を除去して、上記に提供された望ましい低ＰＡＨ値を達成するために、例えば、約３００℃〜約５００℃（５００℃〜９５０℃等のそれ以上）の程度の充分な温度に曝される。この加熱は、約１０分〜約１０時間以上等のＰＡＨの除去を達成するために、任意の充分な時間で行うことができる。この加熱は、高温に、そして好ましくは、不活性または真空雰囲気中に、微粒子を曝すことができる任意のタイプの炉または他のデバイスで起こることができる。熱処理に関する温度は、カーボンブラックが達成する温度に関してであり、そしてこの温度は、３５０℃〜５００℃または４００℃〜５００℃、およびその同類のもの等の３００℃〜５００℃であることができる。５００℃〜７５０℃または５００℃〜９５０℃以上等の５００℃超の温度を使用できる。
【００４７】
別の方法において、ＰＡＨは、カーボンブラックを、トルエン等の有機溶媒を使用してソックスレー抽出等の溶媒抽出プロセスにかけることによって、カーボンブラックから除去されたまたは減少させることができる。好適な溶媒のほかの例は、アセトン、ヘキサン、シクロヘキサン、塩化メチレン、キシレン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、またはこれらの任意の混合物を含むがこれらに限られない。一般的に、溶媒の任意の量を使用できる。例えば、１００グラムのカーボンブラックでは、２５０ｍｌ〜１リッター（以上）の溶媒を使用でき、そしてこれらの範囲未満または超の量を使用できる。抽出は、特にソックスレー抽出に関しては、２４時間以上等の１時間以上であることができる。カーボンブラックは、複数の処理（例えば、熱および溶媒抽出、同一または違う溶媒を用いた複数の熱処理、および／または複数の溶媒抽出）にかけられることができる。
【００４８】
低ＰＡＨ量を有するカーボンブラックを生成することに関して、この方法は、カーボンブラックが生成される直後に行うことができ、または予め製造したカーボンブラックで行うことができる。従って、本発明の方法は、カーボンブラックを製造するための連続的なプロセスに取り込むことができる。さらに、本願において、カーボンブラックは、カーボンブラックの製造の間に、低ＰＡＨ量を有して生成可能であり、例えば、製造プロセスの間にＰＡＨがカーボンブラック上に濃縮されないように、カーボンブラック製造プロセスから高温の排ガスが除去される。この方法によって生成可能であるカーボンブラックは、先に予め記載したまたは他のグレードの任意のカーボンブラックであることができる。カーボンブラックは、ガス形態のＰＡＨが容易に除去されるように、約７５０℃または約８００℃等の約２６０℃〜約９５０℃の温度のガス相から分離でき、そしてこの温度は、カーボンブラックの表面に影響を与えないように充分低い。他の温度範囲は、３００℃〜９００℃、４００℃〜９００℃、５００℃〜９００℃、６００℃〜９００℃、６５０℃〜９００℃、７００℃〜８５０℃、およびその同類のものまたはそれらの近くを含む。任意のＡＳＴＭグレードカーボンブラック等の任意のカーボンブラックは、このように製造でき、そして低ＰＡＨ量を達成できる。
【００４９】
例えば、不活性な雰囲気における等の熱処理は、ＰＡＨ化合物が揮発し、そしてその後にカーボンブラックの表面から脱着して、化学的に影響を受けていない他の表面を残すことを可能にすると考えられている。図２は、窒素雰囲気中での熱処理温度の関数としてのＶ７ＨでのＰＡＨ２２の減少を示す。グラフは、処理温度が高まり、全ＰＡＨレベルが減少し、そして約５００℃の温度で、ほぼ７５ｗｔ％のＰＡＨが除去されたことを示す。反応器において、熱分解プロセスによって合成されたＰＡＨ分子は、ガス相中に存在し、そしてブラックが２００℃未満の温度に冷却されるにつれて、ＰＡＨの大部分は、カーボンブラックの表面上に凝縮する。脱着曲線と吸着曲線との間のヒステリシスにより、脱着曲線上におけるより、吸着曲線上で、はるかに低い温度において、等量のＰＡＨを除去できる。従って、ＰＡＨがガス相中にまだある間に、カーボンブラックは、高温で排ガスから分離でき、そしてこの方法は、低ＰＡＨ量カーボンブラックを生成するであろう。
【００５０】
従って、１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、本発明のカーボンブラックの生産に関し、ＰＡＨまたはそれらの一部が除去されて、このカーボンブラックを生成するように、この方法は、任意選択的に不活性または真空雰囲気において５００ｐｐｍ超のＰＡＨを有するカーボンブラックを充分な高温に曝すこと、または充分な高温で処理することを含む。この高温は約３００℃〜約９５０℃程度であることができ、この高温はカーボンブラックが到達するであろう温度である。
【００５１】
１つまたは２つ以上の態様において、本発明のカーボンブラックは、カーボンブラックおよびＰＡＨを含有する高温の排ガスの存在を含むカーボンブラックの製造の間に生成できる。この方法は、任意の様式でＰＡＨを含む高温の排ガスをカーボンブラックから除去することを含む。高温の排ガスは、高温の排ガスがカーボンブラックから除去される間、４００℃〜約９００℃、または約５００℃〜約９５０℃等の２６０℃〜約９５０℃の温度であることができる。この方法でのカーボンブラックの製造は、そこに記載された相違または変化と共に、米国特許第６、９２６、８７７号明細書；米国特許第６、４８５、６９３号明細書；米国特許第６、２７３、１４２号明細書；米国特許第６、０２４、１３５号明細書；米国特許第６、３４８、１８１号明細書；米国特許第６、１５６、８３７号明細書；米国特許第６、０８６、８４１号明細書；および米国特許第５、１９０、７３９号明細書に記載された等の従来方法を使用して従来のファーネスカーボンブラック反応器で起こることができる。１つまたは２つ以上の態様において、カーボンブラックが高ＰＡＨ含有量無しで回収できるように、サイクロンまたはサイクロンフィルターは、カーボンブラックから高温の排ガスを分離するために使用される。別の方法として、または組み合わせで、高温フィルターは、上記の様に使用できる。この方法において、フィルターまたは他の貯蔵容器内に回収されたカーボンブラックを導入する前に、排ガスから一旦除去されたカーボンブラックの温度を４００℃未満または２００℃未満の温度まで低くすることまたは減ずることをこの方法は含む。カーボンブラック温度を２００未満℃または４００℃未満に下げる冷却不活性ガスまたは冷却ジャケット等の他の冷却メカニズム、およびその同類のもの等の任意の様式を使用できる。例えば、蒸気流動床を使用できる。カーボンブラックからの高温の排ガスの分離は、高温の排ガスが所望の仕様でカーボンブラックを生成させる目的のために、もはや必要でなくなるいかなる点においても起こることができる。高温の排ガスは、さます前および排ガス中でのカーボンブラックの生成後に、一般的に除去できる。本発明では、そして以前の従来のカーボンブラック製造方法と異なり、高温の排ガスは、排ガスの温度を下げるために冷却されないが、しかし代わりに、高温の排ガスは、カーボンブラックから除去される。そうすることによって、高温の排ガスは、次に任意の用途のために再利用できる。例えば、高温の排ガスは、同一または違なるカーボンブラック炉反応器、例えば、国際公開第２０００／０３２７０１号パンフレット（本明細書中にその全部を取り込む）に記載された系を使用するために再利用でき、脱水ステップを省略できる。また、あるいは別の方法として、高温の排ガスは、任意のエネルギー需要のための熱源として使用することによって再利用できる。別の方法では、またはさらに、再利用された高温の排ガスは、カーボンブラック乾燥機等の１つまたは２つ以上の乾燥機に向けられ、そして乾燥機への熱源または部分的な熱源としての機能することができる。例えば、カーボンブラック乾燥機は、カーボンブラックを乾燥させるために使用され、そしてこのように、カーボンブラックから湿気を除去するのに充分高い温度を生成するために実質的な熱源を必要とする。再利用された高温の排ガスは、乾燥機に向けられ、そして乾燥機への少なくとも部分的な熱源として機能することができる。注目されるのは、乾燥機への熱源の少なくとも一部によって、排ガス中のＰＡＨが部分的にまたは完全に破壊されるような温度に充分に達することができる。言い換えれば、排ガス中のＰＡＨは、非ＰＡＨ分子に分解するであろうし、またはさもなければもはやＰＡＨでは無くなると考えられるであろう。従って、この再生利用は、高温の排ガスのための使用を提供するだけでなく、さらにＰＡＨとしてリスクを呈さないようなＰＡＨの有益な分解となる。
【００５２】
本発明の目的のために、短時間で急冷したカーボンブラックは、熱分解からの生成後に、カーボンブラックが短時間で急冷されて、カーボンブラックの生成反応を停止したプロセスによって生成されたカーボンブラックである。短時間での急冷は、９５％またはより低いＣＢトルエン脱色（ＡＳＴＭ Ｄ１６１８によりテストされる）値を確かにするファーネスカーボンブラック製造プロセスのパラメーターであり、本発明の方法では、カーボンブラックからＰＡＨを除去する方法は、カーボンブラックが炉中で生成される所（例えば、ファーネスタイプのブラック）では特に有用であり、そしてカーボンブラックが短時間の急冷の使用から生成される所では、用語が理解されるとおりに、特に有効である。短時間で急冷したカーボンブラックの例は、Ｖｕｌｃａｎ（商標）７Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｊ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０Ｈ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）１０ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｋ カーボンブラック、Ｖｕｌｃａｎ（商標）Ｍ カーボンブラック、およびＮ−１２１ カーボンブラックを含むがこれらに限られない。１つまたは２つ以上の態様において、本発明は、このように１００ｐｐｍ以下のＰＡＨ含有量を有する短時間で急冷したカーボンブラックに関する。短時間で急冷したカーボンブラックは、ファーネスカーボンブラックであることができる。ＰＡＨ含有量はＰＡＨ２２含有量に基づいて決定される。短時間で急冷したカーボンブラックは、Ｎ１１０〜Ｎ７８７ ＡＳＴＭカーボンブラックであることができる。短時間で急冷したカーボンブラックは、ＰＡＨ含有量、ＳＴＳＡ、Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）比、ＤＢＰ、およびその同類のものに関して上記のパラメーターのいずれかを有することができる。
【００５３】
さらに、本発明において、本発明は、カーボンブラックからあるタイプのＰＡＨを選択的に除去できる。例えば、２００（例えば、１〜１９９）未満程度の低分子量ＰＡＨは、本発明の方法により実質的に除去できる。低ＭＷ ＰＡＨは、ＰＡＨ２２について上記で参照したｐｐｍレベルを有することができる。また、このタイプの方法は、ＰＡＨまたはより大量％のＰＡＨを選択的に除去できる。例えば、加熱は、コロネン、フルオランテン、アセナフチレン、シクロペンタ（ｃｄ）ピレン、アンタントレン、またはインデノピレンのＰＡＨを大量％で除去できる。溶媒抽出は、ピレン、ナフタレン、ベンゾ（ｅ）ピレン、ベンゾ（ｇｈｉ）フルオランテン、または１、１２ベンズペリレンのＰＡＨを大量％で除去できる。
【００５４】
本発明のカーボンブラックは、従来のカーボンブラックと同じ用途で使用できる。本発明の１超のタイプのカーボンブラックは、任意の調合物、組成物、または用途において使用できる。
【００５５】
本発明によるカーボンブラックは、多くの最終用途への適用において使用できる。これらの用途は、例えば、プラスチック組成物、インク、トナー、印刷版、被膜、ゴム組成物、紙組成物、成形、成形組成物、フィルム、パイプ、および繊維製品組成物を含む。
【００５６】
本発明のカーボンブラックは、プラスチック材料等の任意のマトリックス中で顔料または着色剤として使用できる。本発明のカーボンブラックはまた、プラスチック材料に伝導度を与えるために使用できる。
【００５７】
カーボンブラックはまた、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、または工業化材料、例えば、複合物を含むがこれらに限定されない種々のプラスチックと共に使用できる。典型的な種類の熱可塑性樹脂は：（１）アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂；（２）アセタール；（３）アクリル；（４）セルロース；（５）塩素化ポリエーテル；（６）ポリテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、およびフッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）等のフルオロカーボン；（７）ナイロン（ポリアミド）；（８）ポリカーボネート；（９）ポリエチレン（コポリマーを含む）；（１０）ポリプロピレン（コポリマーを含む）；（１１）ポリスチレン；（１２）ビニル（ポリビニルクロライド）；（１３）ポリエチレンテレフタレートまたはポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル；（１４）ポリフェニレンエーテルアロイ；ならびに上記のブレンドおよびゴム改質剤とのアロイを含む。典型的な熱硬化性樹脂は：（１）アルキド；（２）アリル基；（３）アミノ（メラミンおよび尿素）；（４）エポキシ；（５）フェノール成分；（６）ポリエステル；（７）シリコーン；および（８）ウレタンを含む。
【００５８】
一般的に、カーボンブラック製品は、プラスチック予混合物を生成するために使用されるプラスチックに任意の他の顔料のように加えられる。これは、例えば、乾燥混合段階または溶融段階においてすることができる。本発明のカーボンブラックは、プラスチック組成物中で他の従来の添加物と組み合わせて使用できる。本発明によれば、プラスチック組成物の用語は、任意のプラスチック材料、物品、品物、表面、織物、シート、およびその同類のものを含むがこれらに限られない。例えば、プラスチック材料は、自動車の部品、家の羽目板、スイミングプールのライン、屋根材料、包装材料、および他の家庭または工業品目のあらゆる種類を含む。
【００５９】
本発明のカーボンブラックはまた、インク調合物中で有用である。他のインク添加物は、インク調合物中に取り込まれることができる。
【００６０】
一般的に、インクは、４つの基本的な構成部分：（１）着色剤または顔料（２）印刷の間担体として機能するビークルまたはワニス、（３）印刷適性、乾燥、およびその同類のものを改善する添加物、および（４）粘度、乾燥および他のインクとの適合性を調整するための溶媒からなる。特性、調製および水性インクの使用についての一般的な説明については、Ｐｒｉｎｇｉｎｇ Ｍａｎｕａｌ、５ｔｈ Ｅｄ．、Ｌｅａｃｈ ｅｔ ａｌ、Ｅｄｓ．（ＣｈａｐｍａｎおよびＨａｌｌ、１９９３）を参照のこと。種々の水性インク組成物はまた、例えば、米国特許第２、８３３、７３６号明細書、米国特許第３、６０７、８１３、米国特許第４、１０４、８３３号明細書、米国特許第４、３０８、０６１号明細書、米国特許第４、７７０、７０６号明細書、および米国特許第５、０２６、７５５号明細書中に開示されている。さらなる例として、フレクソ印刷インクは、一群のインク組成物を表わす。フレクソ印刷インクは、一般的に着色剤、バインダー、および溶媒を含む。
【００６１】
予じめ分散されたものとしてまたは固体としての本発明のカーボンブラックは、標準の技術を使用して、インク調合物中に、取り込まれることができる。
【００６２】
本発明のカーボンブラックは、新聞インクにおいて使用可能である。例えば、水性の新聞インク組成物は、水、本発明のカーボンブラック、樹脂および消泡添加物または界面活性剤等の従来の添加物を含むことができる。
【００６３】
本発明のカーボンブラックは、絵の具または仕上げ等の被膜組成物中において使用できる。ほかの公知の水性被膜添加物は、被膜組成物中に取り込まれることができる。例えば、ＭＣＧＲＡＷ−ＨＩＬＬ ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、５ｔｈ Ｅｄ。（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ、１９８２）参照のこと。また、米国特許第５、０５１、４６４号明細書；米国特許第５、３１９、０４４号明細書；米国特許第５、２０４、４０４号明細書；米国特許第５、０５１、４６４号明細書；米国特許第４、６９２、４８１号明細書；米国特許第５、３５６、９７３号明細書；米国特許第５、３１４、９４５号明細書；米国特許第５、２６６、４０６号明細書；および米国特許第５、２６６、３６１号明細書を参照のこと、
【００６４】
本発明のカーボンブラックはまた、紙組成物中において使用できる。従って、本発明は、紙パルプおよびカーボンブラックを含む改善された紙製品に関する。
【００６５】
本発明の紙製品は、サイズ剤、保持助材、固定剤、フィラー、消泡剤、凝集防止剤、およびその同類のもの等の他の公知の紙添加物を取り込むことができる。
【００６６】
本発明のカーボンブラックは、ゴム組成物の混合および調製において、従来のカーボンブラックと共に、顔料、フィラー、および補強剤として使用できる。
【００６７】
本発明のカーボンブラックは、例えば、タイヤにおけるもの等のゴム加流物の調製において有用である。タイヤの生産において、満足な耐摩耗性およびヒステリシス性能を有するタイヤを生成するカーボンブラックを利用することが一般的に望ましい。タイヤの溝の摩耗特性は、耐摩耗性に関連する。耐摩耗性が高いほど、タイヤは、すり減らずにより長いマイルで持続するであろう。ゴムコンパウンドのヒステリシスは、ゴムコンパウンドを変形させるために適用されたエネルギーと、ゴムコンパウンドがその初期の変形されていない状態に回復するにつれて放出されるエネルギーとの相違を意味する。より低いヒステリシス値を有するタイヤは、転がり抵抗を低下させ、したがってタイヤを利用した乗り物の燃料消費を低下させることができる。従って、タイヤにより高い耐摩耗性およびより低いヒステリシスを与えることができるカーボンブラックが特に望ましい。
【００６８】
本発明のカーボンブラックは、着色繊維または繊維製品に使用できる。使用に好適な繊維は、綿、羊毛、絹、麻、ポリエステルおよびナイロン等の天然繊維および合成繊維を含む。使用に好適な繊維製品は、綿、羊毛、絹、麻、ポリエステルおよびナイロン等の天然繊維および合成繊維を含む。好ましくは、綿、羊毛、絹および麻を含む天然繊維および繊維製品が使用される。
【００６９】
本発明のカーボンブラックは、例えば、直接および酸性染料を用いて繊維および繊維製品を着色させるために使用できる。染料を用いた着色の一般的な説明については、ＫＩＲＫ−ＯＴＨＭＥＲ ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏｌ．８、ｐｐ。２８０〜３５０、’’Ｄｙｅｓ、ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎおよびＥｖａｌｕａｔｉｏｎ’’（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ、１９７９）を参照のこと。
【００７０】
トナーまたはトナー樹脂に関しては、本発明のトナー中での使用のために好適なトナー樹脂および現像剤組成物は、スチレン化アクリル樹脂等のスチレン性ポリマー系のものを含む。好ましいスチレン性ポリマー系樹脂の例は：ポリスチレン;ポリ−ｐ−クロロスチレン；ポリビニルトルエン；スチレン−ｐ−クロロスチレンコポリマー；およびスチレンビニルトルエンコポリマー等のスチレンのホモポリマーおよびコポリマーならびにその誘導体；スチレンアクリル酸メチルコポリマー；スチレンアクリル酸エチルコポリマー；およびスチレン−アクリル酸ｎ−ブチルコポリマー等のスチレンとアクリル酸エステルとのコポリマー；スチレンメタクリル酸メチルコポリマー、スチレンメタクリル酸エチルコポリマー、スチレンメタクリル酸−ｎ−ブチルコポリマー等のスチレンとメタクリル酸エステルとのコポリマー；ならびにスチレン、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの多成分コポリマー；スチレンアクリロニトリルコポリマー、スチレンメチルエーテルコポリマー、スチレンブタジエンコポリマー、スチレンビニルメチルケトンコポリマー、スチレンアクリロニトリルインデンコポリマー、スチレンマレイン酸エステルコポリマー等のスチレンと他のビニルモノマーとのコポリマー；ならびにその同類のものを含むがこれらに限られない。これらのバインダー樹脂は、単独でまたは組み合わせて使用できる。一般的に、乾式電子写真方式のトナー製造での使用に特に好適な樹脂は、１００℃〜１３５℃の範囲に融点（環球法）を有し、そして約６０℃超のガラス転移点（Ｔｇ）を有する。スチレン性ポリマー系樹脂粒子および好適な量の例は、米国特許第５、２７８、０１８号明細書；米国特許第５、５１０、２２１号明細書；米国特許第５、２７５、９００号明細書；米国特許第５、５７１、６５４号明細書；米国特許第５、４８４、５７５号明細書；および欧州特許第０７２００６６Ａｌ号明細書（参照により、本明細書中にその全てを取り込む）中に見いだすことができる。
【００７１】
一般的に、本発明のカーボンブラックは、単独でまたは他の顔料とともに、トナーまたは現像剤組成物の約１ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の全量で存在する。トナー組成物中に存在する顔料の量は、好ましくは、１００重量部の樹脂当たり、約０．１〜約１２重量部である。しかし、より少量またはより多量のカーボンブラックを使用できる。また、一般的に、トナー樹脂は、トナーまたは現像剤組成物の約６０ｗｔ％〜約９９ｗｔ％の量で存在する。
【００７２】
任意の外部添加物はまた、キャリアー添加物；第四級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、サルフェート、ホスフェート、およびカルボキシレート等のさらなる正または負電荷制御剤；流れ助剤添加物；シリコーンオイル；市販されているポリプロピレンおよびポリエチレン等のワックス；マグネタイト；および他の公知の添加物を含む本発明のトナー組成物と、混合またはブレンドできる。一般的に、これらの添加物は、約０．０５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の量で存在する、しかし、より少ないまたはより多い添加物を、特別な系および所望の特性によって選択できる。添加物および量の具体例はまた、上記の特許および欧州特許出願に記載されており、そして参照により本明細書中に取り込む。
【００７３】
トナー組成物は、従来の溶融押し出しデバイスおよび関連した装置の中で、樹脂、カーボンブラック粒子、さらなる電荷増強添加物および他の添加物を混合する等の多くの公知の方法によって調製されることができる。他の方法は、スプレー乾燥およびその同類のものを含む。カーボンブラックおよび他の成分と樹脂との混合後に、一般的に所望の粒径および粒径分布を有するトナー粒子を提供するための機械的な摩耗および分級が続く。粉末の乾燥ブレンドのための従来の装置は、カーボンブラック粒子と樹脂とを混合またはブレンドするために使用できる。さらに、トナーおよび現像剤組成物を調製する従来方法は、使用でき、そして上記特許および欧州特許出願に記載されており、そして参照により本明細書中に取り込む。
【００７４】
さらに詳細には、トナー材料は、バインダー樹脂と、顔料を含む全ての他の成分とを乾燥ブレンドすること、そして次に高せん断混合機中で溶融押し出しして、均一に混合されたマス（ｍａｓｓ）を生成させることによって調製できる。このプロセスの間、成分は、バインダー樹脂の融点より上の温度に維持され、そして樹脂に不溶性であるこれらの成分は、それらの平均粒径が低下するように粉砕される。この均一に混合されたマスは、約１００μｍの平均粒径まで予め粉砕された後で、次に冷却され、そして固化される。この材料は、次にその平均粒径が分級に必要な粒径範囲の仕様を満たすまで、粒径減少に曝される。種々の分級技術を使用できる。好ましいタイプは、空気分級タイプである。この方法によって、大きすぎるかまたは小さすぎる粉砕された材料中の粒子は、所望の粒径範囲である材料の一部から分離される。
【００７５】
本発明のトナー組成物は、１成分現像剤中で単独で使用でき、または好適なキャリアー粒子と混合されて、２成分現像剤を生成できる。２成分現像剤組成物を生成するために使用できるキャリアービークルは、種々の材料から選択できる。そうした材料は、典型的にはフィルムを形成する樹脂の薄層で覆われたキャリアーコア粒子およびコア粒子を含み、用いられるトナーと、正しい摩擦電気関係および電荷レベルを確立することを助ける。２成分トナー組成物のための好適なキャリアーは、その全てが典型的にはエポキシまたはフルオロカーボン樹脂等の樹脂被膜で被覆されている、鉄粉末、グラスビース、無機塩の結晶、フェライト粉末、ニッケル粉末を含む。使用できるキャリアー粒子および被膜の例は、特許および上記の欧州特許出願に記載されており、そして参照により本明細書中に取り込む。
【００７６】
本発明は、負に帯電した光導電性画像部材上に静電潜像を作成し、樹脂粒子およびカーボンブラック粒子を含むトナー組成物を用いたそれらの現像に影響し、そしてその後好適な基材の上に現像された画像を転写することを含む画像化の方法をさらに対象にする。上記の特許および欧州特許出願に示された画像化の従来の方法を使用できる。
【００７７】
本発明のカーボンブラックはまた、成形品、フィルム、またはパイプ中の成分として使用できる。従来の調合物が使用できるが、しかし本発明のカーボンブラックが従来のカーボンブラックの代わりに存在する。低ＰＡＨ量の本発明のカーボンブラックを含有する種々の物品は、より少ないＰＡＨを含む物品を含む１つまたは２つ以上の利益を提供する。
【００７８】
本発明は、本発明の例示となることを目的とする以下の例によってさらに分類されるであろう。
【実施例】
【００７９】
例１
研究に含まれるカーボンブラックサンプルは、炉プロセス（Ｊ．Ｂ．Ｄｏｎｎｅｔ、Ｒ．Ｃ．Ｂａｎｓａｌ、Ｍ．Ｊ．Ｗａｎｇ、’’カーボンブラック、’’ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ、ＮＹ、１９９３；およびＭＪ．Ｗａｎｇ、ＣＡ．Ｇｒａｙ、Ｓ．Ａ．Ｒｅｚｎｅｋ、Ｋ．Ｍａｈｍｕｄ＾ Ｙ．Ｋｕｔｓｏｖｓｋｙ、’’カーボンブラック、’’ｉｎ ＫＩＲＫ−ＯＴＨＭＥＲ ＥＮＣＹＬＯＰＥＤＩＡ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ、２００５、４、７６１を参照のこと）を用いて、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって製造された材料である。カーボンブラックの特性は、ＡＳＴＭ（ＡＳＴＭ Ｄ１７６５−０３Ｓ ｔａｎｄａｒｄ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋｓ Ｕｓｅｄ ｉｎ Ｒｕｂｂｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓを参照のこと）およびＣａｂｏｔの仕様（ウェブサイトｗｗｗ．ｃａｂｏｔ−ｃｏｒｐ．ｃｏｍを参照のこと’）によって規定されている。
【００８０】
カーボンブラックを、ＡＳＴＭ（ＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ｉｎ ＳＢＲ−Ｒｅｃｉｐｅ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓを参照のこと）によってＳＢＲゴムコンパウンド中で評価した。典型的なゴム混合プロセスおよびテストは、Ｍａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎ、ＲＵＢＢＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ、３ｒｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖａｎ Ｎｏｒｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ、１９８７、および２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｖａｎ Ｎｏｒｓｔｒａｎｄ Ｒｅｉｎｈｏｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９７３）に記載されている。バウンドラバーの試験は、Ｇ．Ｋｒａｕｓ、ＲＵＢＢＥＲ ＣＨＥＭ ＴＥＣＨＮ、Ｖ３８、１０７０（１９６５）およびＳ．Ｗｏｌｆｆ、Ｍ−Ｊ Ｗａｎｇ、Ｅ−Ｈ Ｔａｎ、ＲＵＢＢＥＲ ＣＨＥＭ ＴＥＣＨＮ、Ｖ６６、１６３（１９９３）に記載されている。最大ｔａｎδは、ゴムのヒステリシス（転がり抵抗）の尺度である。これは、ねじれ歪みモード（歪み）で運転したＡＲＥＳ／Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ＩＩ（ＲＤＳ ＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ、Ｉｎｃ．、Ｎ．Ｊ．）を使用してテストした。測定を、０℃、０．２〜１２０％の範囲の二重歪み振幅（ＤＳＡ）を用いた歪みスイープ、１０Ｈｚの一定周波数で行った。耐摩耗性を、Ｃａｂｏｔ Ａｂｒａｄｅｒ（米国特許第４、９９５、１９７号明細書を参照のこと）を使用してテストした。
【００８１】
ＰＡＨ濃度の試験を、図１に示すように、２２の個々のＰＡＨを、ＧＣＭＳ分析を用いて、トルエンによる抽出を含むＣａｂｏｔの手順に従って行った。この方法は、２１Ｃ．Ｆ．Ｒ．ｐａｒｔ１７Ｂ、ＦＤＡ ＦＥＤＥＲＡＬ ＲＥＧＩＳＴＥＲ、Ｖ６２、＃９０．Ｍａｙ９、１９９７に記載されている。
【００８２】
例２
以下の例では、Ｃａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからの２種の市販されているカーボンブラック、すなわち、Ｖｕｌｃａｎ（商標）７Ｈ カーボンブラックおよびＶｕｌｃａｎ（商標）Ｊ カーボンブラックをテストした。これらのカーボンブラックを、２つの技術、すなわち、ソックスレー抽出によって抽出またはカーボンブラックの加熱に掛けて、ＰＡＨを除去した。特に、抽出および加熱テストを以下で説明する。
【００８３】
１００ｇｍサンプルの抽出を、１５００ｍｌのトルエンを用いて、４８時間ソクスレー中で行った。
【００８４】
カーボンブラックの加熱を、空気または窒素環境の循環オーブン中で行った。１’’×１２’’×１２’’のサイズを有するトレイを、１００ｇｍカーボンブラックサンプルを拡げるために使用した。加熱温度は、２８５℃〜５００℃で変化した。それぞれの加熱条件を、１時間の間適用した。加熱温度および環境を、表１および表２中において、カーボンブラックのそれぞれの研究したサンプルについて、特定する。
【００８５】
この試験の結果を下記に説明する。図に示すように、溶媒の使用および熱の使用によるＰＡＨの除去は、ＰＡＨ、特に、ＰＡＨ２２を著しく減少させるのに効果的であった。さらに重要なことに、エラストマー組成物またはゴムマトリックス内で達成された機械的特性は、ＰＡＨに関わりなく実質的に維持され、低ＰＡＨ量のカーボンブラック、特にゴムグレードがタイヤ産業およびゴム産業に受け入れられると考えられる場合、これは、かなり驚くべきであり、そして重要であった。
【００８６】
表１
【表１】
【００８７】
表２
【表２】
【００８８】
例３
この実験は、高温ガスの分離によって非常に低いＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックを生成するために行った。ＰＡＨ分子を、高温下反応器中で改質し、そして反応物流を冷却するにつれて、反応物は、カーボンブラックの表面上に凝縮した。ＰＡＨ分子がガス相中に残留し、そしてカーボンブラック上に凝縮しないように、実験ではサイクロンを用いて、約７５０℃の温度でカーボンブラックから排ガスを分離した。カーボンブラックは、Ｖ７Ｈ（１１２ｍ２／ｇ）に等しいＳＴＳＡであった。反応器からの副流を引き込むことによるサイクロンを通したサンプルの収集の間、ＭＵＦ（メインユニットフィルター）およびペレタイザーからのサンプルをまた、対照として集めた。サイクロン中に収集されたカーボンブラックは、約〜１６ｐｐｍの全ＰＡＨ含有量を有し、標準の製造手順の一部として収集された対照サンプルより２桁低いことが判明した。天然ゴムのコンパウンド特性の研究により、このように集めらた低ＰＡＨ量のカーボンブラックが、対照サンプルと性能において等しいことが示された。
【００８９】
カーボンブラック上でのＰＡＨの凝縮を減少させるために、カーボンブラックの高温ガスの分離を、サイクロンを使用してパイロットプラント反応器において行った（表中の’’サイクロン’’は、本発明のこれらのサンプルを示す）。目的は、キログラム量のブラックを分離して、ＰＡＨおよびまた（ＭＵＦ（メインユニットフィルター）中で通常の方法により分離された）対照サンプルと共にコンパウンド特性を研究することである。実験では、高温ガスの分離のためにカーボンブラック反応器から副流を引き込んだ。低ＰＡＨ量ブラックのサイクロン回収の代わりに、高温ろ過を使用できた。例えば、所望温度の分離（〜７５０℃）を保つことができるセラミックフィルター（メーカー：Ｃａｌｄｏ）または焼結金属フィルター（メーカー：Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｒｏｕｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）を使用できた。
【００９０】
急冷した反応器の下流の温度は、７５０℃程度であり、そしてサンプルを引き込むために使用可能であるいくつかの急冷ポートがあったので、分離のための反応器のサンプルを引き込むために使用したところは、反応器の急冷と熱交換器との間であった。実験は、熱い間の排ガスからのカーボンブラックの分離を含み、そして、次に、好ましくは、表面の酸化を避けるために、空気への暴露の前に、〜２００℃未満の温度にカーボンブラックを冷却した。実験では、サイクロン分離システムを、反応器の急冷より下流の急冷ポートの１つに接続し、サイクロンの底に取り付けられた容器内にカーボンブラックを落とし、一方、（カーボンブラックを取り除いた）含有量の低い排ガスを、原動力となる流れとして１００ｐｓｉの蒸気ラインを有する排出装置（この場合は、急冷アスピレーター）を使用して、反応器下流に戻した。分離の温度をサンプリングシステム中で異なる場所で測定した。サンプリングシステムを、直結されていない反応器の区画に接続して、蒸気排出装置によって作り出される吸引が、反応器から出る流れを引き込むのにサンプリングシステムにとって充分であるかどうかを決定した。
【００９１】
全サンプリングシステム、主にサイクロンの底にあるサンプル容器を予め加熱して、システムが冷却されている間のＰＡＨの凝縮を防いだ。任意であるが、熱いＮ２（８００℃）を、容器内において直径で反対側に位置する２つの焼結した金属多孔質管を通して散布した。管を通して冷却されたＮ２を散布することによって収集後に、同じ管を、カーボンブラックを冷却するために使用した。２つの熱電対、容器の中心の一方および（壁から１インチ、かつ底から１インチ）に沿った他方を、カーボンブラックサンプル温度のインジケーターとして使用した。詳細な図を、図５に示す。
【００９２】
熱処理実験をＶ７Ｈ上で行ったので、反応器でＶ７Ｈ（〜１１２ｍ２／ｇ）に等しいＳＴＳＡのカーボンブラックを製造した。目的は、低Ｓｐｅｃ２０のブラックを作るために、極度に短い急冷を保つこと、そして次に熱分離されたサンプルを収集することであった。ＭＵＦ（メインユニットフィルター）からの湿ったペレットおよびふわふわしたサンプルを、対照サンプルとして同時に収集した。Ｓｐｅｃ２０は、（ＡＳＴＭ Ｄ１６１８に基づいてテストされた）トルエン脱色の参照である。
【００９３】
排ガスがサンプリングタンクに入る主なメカニズムは、（フロー流れにとって行き止まりであるので）拡散によっており、そして大幅なＰＡＨ凝縮とならないであろう。従って、サンプリングシステムを前加熱することなく実験を行った。２’９’’の先細の上流であった急冷の上流を移動させることによって、ＭＵＦ（メインユニットフィルター）からのふわふわしたサンプルのＳｐｅｃ２０を、５０代に引き下げた。
【００９４】
表３は、異なるサンプルでのＰＡＨおよび他のデータを示す。ＷＰは、サンプルが乾燥機に入る前に採取された、湿ったペレットのカーボンブラックをいう。
【００９５】
表３．異なるサンプルでのＰＡＨの結果。示されたデータは、２つの測定の平均である。
【表３】
【００９６】
ＭＵＦ（メインユニットフィルター）およびＷＰサンプルで測定されたＰＡＨは、高温ガスの分離を介してサイクロン中で収集されたものより著しく高かった。収集時間は１時間であり、そして、サンプリングシステムは、熱く、そしてサンプリング期間の大部分の間、約〜７００℃の定常状態分離温度にあったという事実により、ＰＡＨレベルは約〜１６ｐｐｍであった。
【００９７】
表４は、対照サンプルであったふわふわしたＭＵＦ（メインユニットフィルター）と比較したｓｐｅｃ２０、ＰＡＨ測定および主要なコンパウンド特性での結果のまとめをを示す。アスタリスク（＊）を有する表中に示されたデータは、２つのデータ点の平均値であり、誤差はまた２つの測定に基づく。ブラック上のＰＡＨは、２桁減少していたが、測定されたコンパウンド特性は、実験誤差の範囲内で等しかったことが結果から明らかである。水素イオンの抽出によって測定された活性水素の含有量は、非常に近い様であり、ｓｐｅｃ２０および全ＰＡＨは、サイクロンと対照サンプルとの間で非常に異なっていた。これは、ＰＡＨが除去され（またはブラックの表面上で凝縮できない）間、ブラックの表面の化学は、影響されないまま（活性Ｈ含有量によって測定された）であり、このように非常に類似したコンパウンド特性を生じるという事実の指標となる。図３および図４は、測定されたＰＡＨおよびコンパウンド特性のグラフィカル表示であり、上記の方法によってＰＡＨ濃度を除去することが、ブラックの補強特性に影響しないことをあらためて示す。
【００９８】
表４
【表４】
＊２つのテストに基づいて報告された値および誤差
【００９９】
サイクロンを使用した排ガスからのブラックの高温ガスの分離での副流サンプリングは、カーボンブラックのＰＡＨ汚染を２桁の大きさで減少させることにおいて成功した。カーボンブラックの後処理は、蒸気流動床中で起こることができる。
【０１００】
別の方法として、ＭＵＦ（メインニットフィルター）は、約１０００℃の温度で運転できるセラミックフィルターを有するフィルターハウスで置き換えできる。回転式のロックから落ちた熱いカーボンブラックは、次にまたカーボンブラックをペレタイザーに供給するために必要な温度に冷却する蒸気を用いて運ぶことができるか、またはＰＡＨをなくした後で、冷却された排ガスとともに運ぶことができる。従って、この方法から入手できる排ガスは、ずっと多い回復可能なエネルギーを有するであろうし；そうした方法は、ベンチュリ冷却器中で水スプレーを必要としないであろうし、そして燃料としてバーナー中で再利用するために、排ガスにさらに導くであろうので、これは’’ずっと湿っていない’’。
【０１０１】
例４
この例において、下の表に記載したように、異なるカーボンブラックを除き、例２を繰り返して使用し、そしてＰＡＨを除去するために処理した。
【０１０２】
【表５】
【０１０３】
【表６】
【０１０４】
【表７】
【０１０５】
【表８】
【０１０６】
【表９】
【０１０７】
出願人らは、本開示中の全ての引用文献の全内容を特に取り込む。さらに、量、濃度、または他の値またはパラメーターが、範囲、好ましい範囲、またはより大きい好ましい値のリストおよびより低い好ましい値のいずれかとして与えられる場合、これは、範囲が別々に開示されているかどうかに関わらず、すべての対のすべての上限範囲または好ましい値と、全ての下限範囲または好ましい値との全ての対でできた全ての範囲を特に開示するものと理解されるべきである。数値の範囲が本明細書中に記載される場合、特に明記しない限り、この範囲は、それらの両端、ならびに範囲内の全ての整数および端数を含むことを意図する。本発明の範囲は、範囲を規定した場合に、特定値に限定されることを意図しない。
【０１０８】
本発明の他の態様は、本願明細書および本明細書中において開示された実施を考慮することで、当業者に明らかであろう。本願明細書および例は、本発明の真の範囲および精神が、以下の請求項およびその均等を有し、例示的のみであることを意図する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラック、
該ＰＡＨ含有量は、ＰＡＨ２２含有量に基づいて決定され、該カーボンブラックは、ファーネスカーボンブラックであり、そして：
ａ）ＳＴＳＡ：１１０〜２５０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．２０〜０．７０
ＰＡＨ：４００ｐｐｍ以下；または
ｂ）ＳＴＳＡ：８０〜１１０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１５〜０．７０
ＰＡＨ：３０ｐｐｍ以下；または
ｃ）ＳＴＳＡ：６５〜７５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１１５〜１２５ｍＬ／ｌ００ｇ；または
ｄ）ＳＴＳＡ：６５〜８０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．７０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下；または
ｅ）ＳＴＳＡ：１〜３５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．４０〜０．７０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下；または
ｆ）ＳＴＳＡ：７０〜９０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．００〜１．２０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：６０〜８０ｍＬ／ｌ００ｇ；または
ｇ）ＳＴＳＡ：８７〜９５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．９１〜１．０８
ＰＡＨ：１００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１０９〜１１９ｍＬ／ｌ００ｇ
のＳＴＳＡ、Ｉ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ比、およびＰＡＨ含有量を有する。
【請求項２】
該カーボンブラックが、ａ）であり、そして１．１５〜０．７０のＩ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）を有する、請求項１のカーボンブラック。
【請求項３】
該カーボンブラックが、１１０〜２００ｍ２／ｇのＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項４】
該カーボンブラックが、１１０〜１７５ｍ２／ｇのＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項５】
該カーボンブラックが、１１０〜１５０ｍ２／ｇのＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項６】
該カーボンブラックが、１．１５〜０．９のＩ２Ｎ０／ＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項７】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜２００ｐｐｍのＰＡＨ含有量を有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項８】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍのＰＡＨ含有量を有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項９】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍのＰＡＨを有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項１０】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍのＰＡＨ含有量を有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項１１】
該カーボンブラックが、２０ｐｐｍ以下のＰＡＨを有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項１２】
該カーボンブラックが、ｂ）であり、そして該Ｉ２Ｎｏ／ＳＴＳＡが、１．１０以下である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項１３】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍである、請求項１２のカーボンブラック。
【請求項１４】
該ＰＡＨ含有量が、１０ｐｐｍ以下である、請求項１２のカーボンブラック。
【請求項１５】
該カーボンブラックが、ｃ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項１６】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍである、請求項１５のカーボンブラック。
【請求項１７】
該カーボンブラックが、ｄ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項１８】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜３００ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項１９】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２０】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２１】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２２】
該ＰＡＨ含有量が、２０ｐｐｍ以下である、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２３】
該カーボンブラックが、ｅ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項２４】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍである、請求項２３のカーボンブラック。
【請求項２５】
該ＰＡＨ含有量が、１０ｐｐｍ以下である、請求項２３のカーボンブラック。
【請求項２６】
該カーボンブラックが、ｆ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項２７】
該カーボンブラックが、７２ｍＬ／ｌ００ｇのＤＢＰ、７６ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、および１．０５〜１．０９のＩ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ、および５０以下のＰＡＨ含有量を有する、請求項２６のカーボンブラック。
【請求項２８】
該ＤＢＰが、６６〜７７ｍＬ／ｌ００ｇ以下である、請求項２６のカーボンブラック。
【請求項２９】
該ＤＢＰが、６０ｍＬ／ｌ００ｇ〜７２ｍＬ／１００ｇである請求項２６のカーボンブラック。
【請求項３０】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍである、請求項２６のカーボンブラック。
【請求項３１】
該ＰＡＨ含有量は、１０ｐｐｍ以下である請求項２６のカーボンブラック。
【請求項３２】
該カーボンブラックが、ゴムマトリックス、またはエラストマー組成物中に、少なくとも１つの機械的特性を与える能力を有し、該少なくとも１つの機械的特性が：
耐摩耗性（２１％すべり）−米国特許第４、９９５、１９７号明細書でテストされた、
伸長（％）−ＳＢＲにおけるカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
引っ張り強度（ＭＰａ）；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
１００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
３００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
バウンドラバー（％）；Ｓ.Ｗｏｌｆｆ、Ｍ−Ｊ Ｗａｎｇ、Ｅ−Ｈ Ｔａｎ、Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｈｅｍ Ｔｅｃｈｎ、ｖ６６、１６３（１９９３）、または
１０Ｈｚの一定周波数で、０．２〜１２０％の範囲で二重振幅歪（ＤＳＡ）を用いて、歪みスイープのために、ねじれ歪みモード（剪断）で操作したＡＲＥＳ／Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ＩＩ （ＲＤＳ ＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ、Ｉｎｃ．，ＮＪ）でテストした０℃での最大ｔａｎδ
の１つまたは２つ以上であり、
そして該カーボンブラックでの該機械的特性の少なくとも１つが、６００ｐｐｍ〜１、０００ｐｐｍのＰＡＨ２２含有量を有する同じタイプのカーボンブラックでの適切な機械的特性のための値の１０％以内である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項３３】
該カーボンブラックが、ＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２によるゴム調合物に含まれる場合に：
８０〜１７０の耐摩耗性（２１％すべり）；
３００〜６００の伸長（％）；
２０〜３５の引っ張り強度（ＭＰａ）；
２．４〜４．５の１００％弾性率（ＭＰａ）；
１２〜２３の３００％弾性率（ＭＰａ）；
３．５〜６の３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；
１５〜３０のバウンドラバー（％）；および／または
０℃で、０．２５〜０．４の最大ｔａｎδ、
の機械的特性またはゴム特性の１つまたは２つ以上を有する、請求項１のカーボンブラック。
【請求項３４】
請求項１の少なくとも１種のカーボンブラックおよび少なくとも１種のエラストマーを含む、エラストマー組成物またはゴムマトリックス。
【請求項３５】
少なくとも１種のカップリング剤をさらに含む、請求項３４のエラストマー組成物またはゴムマトリックス。
【請求項３６】
該エラストマー組成物またはゴムマトリックスが、加硫処理した組成物（ＶＲ）、熱可塑性加流物（ＴＰＶ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）または熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）である、請求項３４のエラストマー組成物またはゴムマトリックス。
【請求項３７】
請求項３４のエラストマー組成物またはゴムマトリックスを含む、タイヤまたはそれらの一部。
【請求項３８】
該短時間で急冷したカーボンブラックが、ファーネスカーボンブラックであり、そして該ＰＡＨ含有量が、ＰＡＨ２２含有量に基づいて決定される、１００ｐｐｍ以下のＰＡＨ含有量を有する短時間で急冷したカーボンブラック。
【請求項３９】
該短時間で急冷したカーボンブラックが、Ｎ１１０〜Ｎ７８７ ＡＳＴＭ カーボンブラックである、請求項３８の短時間で急冷したカーボンブラック。
【請求項４０】
請求項１のカーボンブラックを製造するための方法であって、該ＰＡＨまたはそれらの一部が除去されて、該カーボンブラックを生成するように、任意選択的に不活性雰囲気または真空雰囲気中において、ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックを、充分な高温にさらすこと、または充分な高温で処理することをさらに含む、方法。
【請求項４１】
該高温が、約３００℃〜約９５０℃程度である、請求項４０の方法。
【請求項４２】
請求項１のカーボンブラックを製造するための方法であって、該方法が、５００ｐｐｍ超のＰＡＨを有するカーボンブラックを、１種または２種以上の溶媒抽出にかけることをさらに含む、方法。
【請求項４３】
請求項１のカーボンブラックを製造するための方法であって、該方法が、カーボンブラックおよびＰＡＨを含む高温の排ガスの存在を含むカーボンブラックの製造の間に、該カーボンブラックからＰＡＨを有する該高温の排ガスを除去することを含む、方法。
【請求項４４】
該高温の排ガスの除去が、約２６０℃〜約９５０℃の温度にある、請求項４３の方法。
【請求項４５】
該高温の排ガスの除去が、約５００℃〜約９００℃の温度にある、請求項４３の方法。
【請求項４６】
該カーボンブラックが、ファーネスカーボンブラックであり、そして該方法が、ファーネスカーボンブラック反応器内で生じる、請求項４３の方法。
【請求項４７】
サイクロンが、該カーボンブラックからの該高温の排ガスを除去するために使用される、請求項４３の方法。
【請求項４８】
高温フィルターが、該カーボンブラックから該高温の排ガスを除去するために使用される、請求項４３の方法。
【請求項４９】
該高温の排ガスから該カーボンブラックを分離した後で、該カーボンブラックが、２００℃超のカーボンブラック温度を有し、そして該方法が、バッグフィルター内に該カーボンブラックを導入する前に、２００℃未満に該カーボンブラックの温度を下げることをさらに含む、請求項４３の方法。
【請求項５０】
該高温の排ガスから該カーボンブラックを分離した後で、該カーボンブラックが、４００℃超のカーボンブラック温度を有し、そして該方法が、バッグフィルター内に該カーボンブラックを導入する前に、４００℃未満に該カーボンブラックの温度を下げることをさらに含む、請求項４３の方法。
【請求項５１】
該ＰＡＨが、ガス相内に残り、そして該カーボンブラック上に凝縮しない、請求項４３の方法。
【請求項５２】
ＰＡＨを有する該高温の排ガスを再生利用することをさらに含む、請求項４３の方法。
【請求項５３】
該再生利用が、カーボンブラックの製造プロセス中で該高温の排ガスを再使用することを含む、請求項５１の方法。
【請求項５４】
該再生利用が、熱源として該高温の排ガスを再使用することを含む、請求項５１の方法。
【請求項５５】
該高温の排ガスが、乾燥機のための少なくとも部分的な熱源として使用される、請求項５４の方法。
【請求項５６】
該乾燥機が、カーボンブラック乾燥機である、請求項５４の方法。
【請求項５７】
該高温の排ガス中の該ＰＡＨが破壊されるように、該乾燥機が充分な温度で運転される、請求項５４の方法。
【請求項５８】
該カーボンブラックが、約０．１５〜約２マイクログラム／ｍ２のＰＡＨ含有量を有する、請求項１のカーボンブラック。
【請求項１】
低ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラック、
該ＰＡＨ含有量は、ＰＡＨ２２含有量に基づいて決定され、該カーボンブラックは、ファーネスカーボンブラックであり、そして：
ａ）ＳＴＳＡ：１１０〜２５０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．２０〜０．７０
ＰＡＨ：４００ｐｐｍ以下；または
ｂ）ＳＴＳＡ：８０〜１１０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１５〜０．７０
ＰＡＨ：３０ｐｐｍ以下；または
ｃ）ＳＴＳＡ：６５〜７５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．１０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１１５〜１２５ｍＬ／ｌ００ｇ；または
ｄ）ＳＴＳＡ：６５〜８０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．７０〜０．８８
ＰＡＨ：５００ｐｐｍ以下；または
ｅ）ＳＴＳＡ：１〜３５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．４０〜０．７０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下；または
ｆ）ＳＴＳＡ：７０〜９０ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：１．００〜１．２０
ＰＡＨ：５０ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：６０〜８０ｍＬ／ｌ００ｇ；または
ｇ）ＳＴＳＡ：８７〜９５ｍ２／ｇ
Ｉ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）：０．９１〜１．０８
ＰＡＨ：１００ｐｐｍ以下
ＤＢＰ：１０９〜１１９ｍＬ／ｌ００ｇ
のＳＴＳＡ、Ｉ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ比、およびＰＡＨ含有量を有する。
【請求項２】
該カーボンブラックが、ａ）であり、そして１．１５〜０．７０のＩ２Ｎｏ（ｍｇ／ｇ）／ＳＴＳＡ（ｍ２／ｇ）を有する、請求項１のカーボンブラック。
【請求項３】
該カーボンブラックが、１１０〜２００ｍ２／ｇのＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項４】
該カーボンブラックが、１１０〜１７５ｍ２／ｇのＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項５】
該カーボンブラックが、１１０〜１５０ｍ２／ｇのＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項６】
該カーボンブラックが、１．１５〜０．９のＩ２Ｎ０／ＳＴＳＡを有する、請求項２のカーボンブラック。
【請求項７】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜２００ｐｐｍのＰＡＨ含有量を有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項８】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍのＰＡＨ含有量を有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項９】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍのＰＡＨを有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項１０】
該カーボンブラックが、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍのＰＡＨ含有量を有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項１１】
該カーボンブラックが、２０ｐｐｍ以下のＰＡＨを有する、請求項４のカーボンブラック。
【請求項１２】
該カーボンブラックが、ｂ）であり、そして該Ｉ２Ｎｏ／ＳＴＳＡが、１．１０以下である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項１３】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍである、請求項１２のカーボンブラック。
【請求項１４】
該ＰＡＨ含有量が、１０ｐｐｍ以下である、請求項１２のカーボンブラック。
【請求項１５】
該カーボンブラックが、ｃ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項１６】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍである、請求項１５のカーボンブラック。
【請求項１７】
該カーボンブラックが、ｄ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項１８】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜３００ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項１９】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２０】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２１】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜５０ｐｐｍである、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２２】
該ＰＡＨ含有量が、２０ｐｐｍ以下である、請求項１７のカーボンブラック。
【請求項２３】
該カーボンブラックが、ｅ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項２４】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍである、請求項２３のカーボンブラック。
【請求項２５】
該ＰＡＨ含有量が、１０ｐｐｍ以下である、請求項２３のカーボンブラック。
【請求項２６】
該カーボンブラックが、ｆ）である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項２７】
該カーボンブラックが、７２ｍＬ／ｌ００ｇのＤＢＰ、７６ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、および１．０５〜１．０９のＩ２Ｎｏ／ＳＴＳＡ、および５０以下のＰＡＨ含有量を有する、請求項２６のカーボンブラック。
【請求項２８】
該ＤＢＰが、６６〜７７ｍＬ／ｌ００ｇ以下である、請求項２６のカーボンブラック。
【請求項２９】
該ＤＢＰが、６０ｍＬ／ｌ００ｇ〜７２ｍＬ／１００ｇである請求項２６のカーボンブラック。
【請求項３０】
該ＰＡＨ含有量が、１ｐｐｍ〜２０ｐｐｍである、請求項２６のカーボンブラック。
【請求項３１】
該ＰＡＨ含有量は、１０ｐｐｍ以下である請求項２６のカーボンブラック。
【請求項３２】
該カーボンブラックが、ゴムマトリックス、またはエラストマー組成物中に、少なくとも１つの機械的特性を与える能力を有し、該少なくとも１つの機械的特性が：
耐摩耗性（２１％すべり）−米国特許第４、９９５、１９７号明細書でテストされた、
伸長（％）−ＳＢＲにおけるカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
引っ張り強度（ＭＰａ）；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
１００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
３００％弾性率（ＭＰａ）；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；ＳＢＲ中のカーボンブラックのためのＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２標準テスト法−調合および評価手順、
バウンドラバー（％）；Ｓ.Ｗｏｌｆｆ、Ｍ−Ｊ Ｗａｎｇ、Ｅ−Ｈ Ｔａｎ、Ｒｕｂｂｅｒ Ｃｈｅｍ Ｔｅｃｈｎ、ｖ６６、１６３（１９９３）、または
１０Ｈｚの一定周波数で、０．２〜１２０％の範囲で二重振幅歪（ＤＳＡ）を用いて、歪みスイープのために、ねじれ歪みモード（剪断）で操作したＡＲＥＳ／Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ ＩＩ （ＲＤＳ ＩＩ、Ｒｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ、Ｉｎｃ．，ＮＪ）でテストした０℃での最大ｔａｎδ
の１つまたは２つ以上であり、
そして該カーボンブラックでの該機械的特性の少なくとも１つが、６００ｐｐｍ〜１、０００ｐｐｍのＰＡＨ２２含有量を有する同じタイプのカーボンブラックでの適切な機械的特性のための値の１０％以内である、請求項１のカーボンブラック。
【請求項３３】
該カーボンブラックが、ＡＳＴＭ Ｄ３１９１−０２によるゴム調合物に含まれる場合に：
８０〜１７０の耐摩耗性（２１％すべり）；
３００〜６００の伸長（％）；
２０〜３５の引っ張り強度（ＭＰａ）；
２．４〜４．５の１００％弾性率（ＭＰａ）；
１２〜２３の３００％弾性率（ＭＰａ）；
３．５〜６の３００％弾性率／１００％弾性率（Ｍ３００％／Ｍ１００％）の比；
１５〜３０のバウンドラバー（％）；および／または
０℃で、０．２５〜０．４の最大ｔａｎδ、
の機械的特性またはゴム特性の１つまたは２つ以上を有する、請求項１のカーボンブラック。
【請求項３４】
請求項１の少なくとも１種のカーボンブラックおよび少なくとも１種のエラストマーを含む、エラストマー組成物またはゴムマトリックス。
【請求項３５】
少なくとも１種のカップリング剤をさらに含む、請求項３４のエラストマー組成物またはゴムマトリックス。
【請求項３６】
該エラストマー組成物またはゴムマトリックスが、加硫処理した組成物（ＶＲ）、熱可塑性加流物（ＴＰＶ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）または熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）である、請求項３４のエラストマー組成物またはゴムマトリックス。
【請求項３７】
請求項３４のエラストマー組成物またはゴムマトリックスを含む、タイヤまたはそれらの一部。
【請求項３８】
該短時間で急冷したカーボンブラックが、ファーネスカーボンブラックであり、そして該ＰＡＨ含有量が、ＰＡＨ２２含有量に基づいて決定される、１００ｐｐｍ以下のＰＡＨ含有量を有する短時間で急冷したカーボンブラック。
【請求項３９】
該短時間で急冷したカーボンブラックが、Ｎ１１０〜Ｎ７８７ ＡＳＴＭ カーボンブラックである、請求項３８の短時間で急冷したカーボンブラック。
【請求項４０】
請求項１のカーボンブラックを製造するための方法であって、該ＰＡＨまたはそれらの一部が除去されて、該カーボンブラックを生成するように、任意選択的に不活性雰囲気または真空雰囲気中において、ＰＡＨ含有量を有するカーボンブラックを、充分な高温にさらすこと、または充分な高温で処理することをさらに含む、方法。
【請求項４１】
該高温が、約３００℃〜約９５０℃程度である、請求項４０の方法。
【請求項４２】
請求項１のカーボンブラックを製造するための方法であって、該方法が、５００ｐｐｍ超のＰＡＨを有するカーボンブラックを、１種または２種以上の溶媒抽出にかけることをさらに含む、方法。
【請求項４３】
請求項１のカーボンブラックを製造するための方法であって、該方法が、カーボンブラックおよびＰＡＨを含む高温の排ガスの存在を含むカーボンブラックの製造の間に、該カーボンブラックからＰＡＨを有する該高温の排ガスを除去することを含む、方法。
【請求項４４】
該高温の排ガスの除去が、約２６０℃〜約９５０℃の温度にある、請求項４３の方法。
【請求項４５】
該高温の排ガスの除去が、約５００℃〜約９００℃の温度にある、請求項４３の方法。
【請求項４６】
該カーボンブラックが、ファーネスカーボンブラックであり、そして該方法が、ファーネスカーボンブラック反応器内で生じる、請求項４３の方法。
【請求項４７】
サイクロンが、該カーボンブラックからの該高温の排ガスを除去するために使用される、請求項４３の方法。
【請求項４８】
高温フィルターが、該カーボンブラックから該高温の排ガスを除去するために使用される、請求項４３の方法。
【請求項４９】
該高温の排ガスから該カーボンブラックを分離した後で、該カーボンブラックが、２００℃超のカーボンブラック温度を有し、そして該方法が、バッグフィルター内に該カーボンブラックを導入する前に、２００℃未満に該カーボンブラックの温度を下げることをさらに含む、請求項４３の方法。
【請求項５０】
該高温の排ガスから該カーボンブラックを分離した後で、該カーボンブラックが、４００℃超のカーボンブラック温度を有し、そして該方法が、バッグフィルター内に該カーボンブラックを導入する前に、４００℃未満に該カーボンブラックの温度を下げることをさらに含む、請求項４３の方法。
【請求項５１】
該ＰＡＨが、ガス相内に残り、そして該カーボンブラック上に凝縮しない、請求項４３の方法。
【請求項５２】
ＰＡＨを有する該高温の排ガスを再生利用することをさらに含む、請求項４３の方法。
【請求項５３】
該再生利用が、カーボンブラックの製造プロセス中で該高温の排ガスを再使用することを含む、請求項５１の方法。
【請求項５４】
該再生利用が、熱源として該高温の排ガスを再使用することを含む、請求項５１の方法。
【請求項５５】
該高温の排ガスが、乾燥機のための少なくとも部分的な熱源として使用される、請求項５４の方法。
【請求項５６】
該乾燥機が、カーボンブラック乾燥機である、請求項５４の方法。
【請求項５７】
該高温の排ガス中の該ＰＡＨが破壊されるように、該乾燥機が充分な温度で運転される、請求項５４の方法。
【請求項５８】
該カーボンブラックが、約０．１５〜約２マイクログラム／ｍ２のＰＡＨ含有量を有する、請求項１のカーボンブラック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【公表番号】特表２０１０−５０９４６６（Ｐ２０１０−５０９４６６Ａ）
【公表日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３６４３６（Ｐ２００９−５３６４３６）
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８３７４７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０５８１１４
【国際公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月６日（２００７．１１．６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０８３７４７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０５８１１４
【国際公開日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【出願人】（３９１０１０７５８）キャボット コーポレイション (164)
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＢＯＴ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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