JP2003268258A - 粒子状アセチレンブラック及びその用途 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粒硬度が大きくかつ分散性が良好であるので、
樹脂及び／又はゴムへの高充填が可能となり、もって導
電性付与能力の大なる、粉だちの少ない粒子状アセチレ
ンブラックを有機系バインダーを用いることなく提供す
る。 【解決手段】アセチレンブラック原粉をイオン交換水で
造粒されたものであり、灰分が１００ｐｐｍ以下、ＪＩ
Ｓ Ｋ ６２２１による粒硬度が５ｇ／個以上、嵩密度
が０．２ｇ／ｃｍ^３ 以上、粗粒分が１０ｐｐｍ以下で
あることを特徴とする、粉だちの少ない粒子状アセチレ
ンブラック。この粒子状アセチレンブラックを樹脂及び
／又はゴムに含有させてなることを特徴とする組成物、
特にケーブル用半導電層用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂及び／又はゴ
ムに優れた分散性と高導電性を付与することができ、し
かも粉だちの少ない、粉率上昇度が２．８〜１．２％の
粒子状アセチレンブラックとその用途に関する。

【０００２】

【従来の技術】アセチレンブラックは黒鉛と無定形炭素
の中間に属し、大きな比表面積と一次粒子の連なる立体
的錯状構造（以下、「ストラクチャー」という。）で構
成されており、不純物が混入する要因の少ない高純度の
カーボンブラックであり、樹脂及び／又はゴムの導電性
付与剤や電池等として使用されている。アセチレンブラ
ックは、嵩密度が小さく、樹脂及び／又はゴムに添加す
る際は混練時の加工性、粉塵飛散性を考慮し、粒状化し
たものが主として使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アセチレンブラックの
造粒は、他のカーボンブラックと同様に攪拌造粒方式が
用いられている。攪拌造粒方式は、カーボンブラックと
湿潤剤又は有機系バインダーとを攪拌混合することによ
って粒状化する方式であり、比較的粒度の揃った粒子を
得ることができる。その一例として特許文献１がある。
この方式は、沃素吸着量９５ｍｇ／ｇ以上のアセチレン
ブラック原粉をイオン交換水を湿潤剤として用いて造粒
するものである。この方式によって得られた粒子状アセ
チレンブラックは、樹脂及び／又はゴムの導電性付与剤
として用いる際、その分散性を重視することから、粒硬
度が５ｇ／個未満と小さく、しかもマトリックス中に凝
集粒子が残存しないように有機物系バインダーを添加せ
ずにイオン交換水のみで造粒されていることが特徴であ
る。

【０００４】

【特許文献１】特公平１−５８２２７号公報（米国特許
第４，６０８，２４４号明細書）

【０００５】しかしながら、従来の粒子状アセチレンブ
ラックでは、ストラクチャーが発達しているため、一般
の導電性カーボンブラックに比べて粒硬度が小さい。そ
のため、樹脂及び／又はゴムに混練する際、粉状化して
系外に飛散し、仕込み量よりも少ない量のアセチレンブ
ラックしか樹脂及び／又はゴムに混入させることができ
ず（以下、アセチレンブラックの仕込み量に対する樹脂
及び／又はゴムへの混入量を「アセチレンブラック収
率」という。）、設計されたとおりの導電性を付与する
ことが困難である。

【０００６】一方、混練時のアセチレンブラックの輸送
方法として空気輸送を用いる場合がある。空気輸送を行
った場合、輸送配管内壁での衝突により、輸送後には造
粒粒子が破壊され粉だちを起こす問題があった。更に
は、アセチレンブラックと樹脂及び／又はゴムとの混練
においては、混練初期の粒子破壊による粉状化及び粒子
の低嵩密度の理由により、長い混練時間を余儀なくされ
ていた。混練時間の短縮のため、高せん断力を付与する
とストラクチャーが破壊し、アセチレンブラックが持つ
導電性や補強性等の特性が損なわれる問題があった。し
たがって、樹脂及び／又はゴムの導電性付与剤として
は、混練時の飛散損失が少なく（アセチレンブラック収
率が高く）、分散性に優れ、有機系バインダーによって
汚染されていないことが重要であり、その出現が待たれ
ていた。

【０００７】アセチレンブラックは発達したストラクチ
ャーを有するため、他のカーボンブラックと比べて含水
率を高くしないと造粒することができない。含水率を高
くすると、乾燥した造粒粒子中の空隙が多くなるので、
粒硬度と嵩密度が小さくなる。含水率を低減させて造粒
するには、ヘンシェルミキサー等の造粒機の攪拌速度や
攪拌時間を増加することが考えられるが、この場合は粒
硬度は強くならず、むしろアセチレンブラックのストラ
クチャーが破壊されるので、樹脂組成物及び／又はゴム
組成物の導電性は十分に向上しない。したがって、アセ
チレンブラックの粒硬度を向上させるには有機系バイン
ダーの添加が有効であるが、造粒粒子中にそれが残存
し、不純物の増加や凝集粒子の偏析による分散不良が起
こり、樹脂組成物及び／又はゴム組成物の特性を低下さ
せる。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、粒硬度が大きくかつ分散性が良好であるので、樹脂
及び／又はゴムへの高充填が可能となり、もって導電性
付与能力の大なる、粉だちの少ない粒子状アセチレンブ
ラックを有機系バインダーを用いることなく提供するこ
とを目的とするものである。

【０００９】本発明の目的は、アセチレンブラック原粉
にその造粒を行うのに必要な水量よりも過剰のイオン交
換水を配合して先ず第一段階の造粒を行い、次いでこの
造粒物にアセチレンブラック原粉を配合して第二段階の
造粒を行い、粒子状アセチレンブラックを製造すること
によって達成することができる。このようにして製造さ
れた粒子状アセチレンブラックは、灰分が１００ｐｐｍ
以下、粉率上昇度が２．８％以下、解砕度が１６ｍｌ以
下、ＪＩＳ Ｋ ６２２１による粒硬度が５ｇ／個以
上、嵩密度が０．２ｇ／ｃｍ^３ 以上、粗粒分が１０ｐ
ｐｍ以下の特性を有するものであり、構造的には、粒状
アセチレンブラック表面にアセチレンブラックの被覆層
が形成されてなる構造、言葉をかえればコアシェル構造
を有していることが特徴である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、以
下のとおりである。（請求項１） アセチレンブラック
原粉をイオン交換水で造粒されたものであり、灰分が１
００ｐｐｍ以下、ＪＩＳ Ｋ ６２２１による粒硬度が
５ｇ／個以上、嵩密度が０．２ｇ／ｃｍ^３ 以上、粗粒
分が１０ｐｐｍ以下であることを特徴とする、粉だちの
少ない粒子状アセチレンブラック。（請求項２） アセ
チレンブラック原粉をイオン交換水で造粒されたもので
あり、粉率上昇度が２．８〜１．２％、ＪＩＳ Ｋ １
４７４による沃素吸着量が３０〜９２ｍｇ／ｇ、灰分が
５０ｐｐｍ以下、解砕度７〜１６ｍｌ、ＪＩＳ Ｋ６２
２１による粒硬度が５〜１０ｇ／個、嵩密度が０．２５
〜０．４ｇ／ｃｍ ^３ 、粗粒分１ｐｐｍ以下であること
を特徴とする、粉だちの少ない粒子状アセチレンブラッ
ク。（請求項３） 請求項１又は２記載の粒子状アセチ
レンブラックを樹脂及び／又はゴムに含有させてなるこ
とを特徴とする組成物。（請求項４） 樹脂及び／又は
ゴムが、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアクリ
ル酸エチル共重合体及びエチレンアクリル酸ブチル共重
合体から選ばれた１種又は２種以上であり、その合計１
００重量部に対し請求項１又は２記載の粒子状アセチレ
ンブラックを３０〜１００重量部配合されてなることを
特徴とするケーブル用半導電層用組成物。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、更に詳しく本発明について
説明する。

【００１２】本発明で使用されるアセチレンブラック原
粉は、良く知られているように、アセチレンガスの熱分
解温度を２０００℃以上好ましくは２２００℃以上に保
持することによって製造することができる。その際の熱
分解炉としては例えば特開昭５６−９０８６０号公報に
記載されたものが使用される。また、アセチレンガスの
分解の際に、水素ガス、不活性ガス等を導入し、熱分解
温度を制御することによって沃素吸着量が２０〜１１０
ｍｇ／ｇのアセチレンブラックを製造することもできる
（特公平３−４９９４１号公報）。このようにして製造
されたアセチレンブラック原粉を従来の撹拌造粒方式で
造粒しても本発明が目的とする造粒粒子は得られない。
また、アセチレンブラックの造粒粒子の粒硬度と嵩密度
とには正の相関関係にあり、造粒条件が同一である場
合、沃素吸着量の大きいアセチレンブラックほど造粒粒
子の粒硬度と嵩密度が小さくなるので、このことを考慮
に入れて造粒しても結果はやはり同じであり、粒硬度と
嵩密度の大きな粒子は得られない。

【００１３】本発明の粒子状アセチレンブラックは、従
来の攪拌造粒方式によりアセチレンブラック原粉を造粒
する際、先ず第一段階の造粒において、アセチレンブラ
ック原粉が可塑化するすなわち粒状化するよりも過剰の
水分を加えて造粒し、次いで第２段階の造粒において、
アセチレンブラック原粉を加えて含水率を調節して造粒
することによって製造することができる。

【００１４】このようにして製造された本発明の粒子状
アセチレンブラックは、灰分が１００ｐｐｍ以下、ＪＩ
Ｓ Ｋ ６２２１による粒硬度が５ｇ／個以上、嵩密度
が０．２ｇ／ｃｍ^３ 以上、粗粒分が１０ｐｐｍ以下を
有す、粉だちの少ないものとなる。とくに、実施例に示
すように、アセチレンブラック原粉の沃素吸着量と粗粒
分と灰分、更には造粒時のイオン交換水の使用量を調節
することによって、粉率上昇度が２．８〜１．２％、Ｊ
ＩＳ Ｋ １４７４による沃素吸着量が３０〜９２ｍｇ
／ｇ、灰分が５０ｐｐｍ以下、解砕度７〜１６ｍｌ、Ｊ
ＩＳ Ｋ ６２２１による粒硬度が５〜１０ｇ／個、嵩
密度が０．２５〜０．４ｇ／ｃｍ^３ 、粗粒分１ｐｐｍ
以下のものにすることができる。また、構造的には、粒
状アセチレンブラック表面にアセチレンブラックの被覆
層が形成されてなる構造、言葉をかえれば「ゆで卵」の
ようにコアシェル構造を有していることが特徴である。

【００１５】図１は、本発明の粒子状アセチレンブラッ
クの断面を示した倍率６０倍の電子顕微鏡写真であり、
図２は従来の粒子状アセチレンブラックの断面を示した
倍率６０倍の電子顕微鏡写真である。図において、１は
コア部を構成する粒状アセチレンブラック、２はシェル
部を構成するアセチレンブラックの被覆層、３は空隙、
４はコア部を構成する粒状アセチレンブラックの表面で
ある。

【００１６】図１と図２を対比すると、本発明の粒子状
アセチレンブラック（図１）には、第一段階の造粒で得
られた粒状アセチレンブラックの表面４が観察されるこ
とから、粒状アセチレンブラック表面にアセチレンブラ
ックの被覆層が形成されてなる構造、言葉をかえればコ
アシェル構造を有していることが明白である。また、本
発明の粒子状アセチレンブラックのシェル部２は緻密で
あり、コア部とシェル部との間に空隙３が見受けられる
ように、コア自体は柔らかく、シェル部が破壊されれば
コア部も容易に粉状化することが特徴である。シェル部
は、造粒操作を繰り返し行うことによって２層以上にす
ることもでき、含水率等を変えること以外にシェル部の
厚みを変えることによって粒硬度を変化させることがで
きる。

【００１７】本発明の粒子状アセチレンブラックは、ア
セチレンブラック原粉の二段造粒によって製造すること
ができる。第一段階の造粒においては、アセチレンブラ
ック原粉１００重量部とイオン交換水２００〜３５０重
量部の配合物を撹拌造粒する。イオン交換水が２００重
量部未満では粒状化に必要な水分が不足して造粒するこ
とが困難となる。また、３５０重量部をこえると造粒粒
子が著しく成長し、団子状となり、第二段階の造粒工程
でアセチレンブラック原粉を配合しても団子状粒子と粉
末が分離したままの状態となる。好ましくは、アセチレ
ンブラック原粉１００重量部とイオン交換水２００〜３
５０重量部の配合物であって、しかもアセチレンブラッ
ク原粉の沃素吸着量Ｘｍｇ／ｇとした場合、次の（１）
式で求められた含水率Ｙ重量％よりも３重量％をこえ６
重量以下の含水率となるようにイオン交換水を配合して
撹拌造粒すると、更に粒径の均一な造粒物が得られ易く
なる。

【００１８】 Ｙ＝（０．００２Ｘ² ／ｌｏｇＸ）＋６０・・・（１）

【００１９】第二段階の造粒においては、第一段階の造
粒で得られた造粒物１００重量部にアセチレンブラック
原粉１０〜５０重量部を配合し撹拌造粒する。アセチレ
ンブラック原粉の配合量が１０重量部未満ではシェル部
がほとんど形成されず、粒硬度の大きさが不均一で粒子
径の不揃いな造粒物となり、また５０重量部をこえると
アセチレンブラック原粉が過剰となって造粒粒子以外に
未造粒の粉が多く含有するようになり、いずれの場合に
おいても粒硬度と嵩密度の大きい造粒物を製造すること
ができなくなる。好ましくは、第一段階の造粒物１００
重量部とアセチレンブラック原粉１０〜５０重量部の配
合物であって、しかも（１）式で求められた含水率Ｙ重
量％に対し−２〜−１０重量％の含水率（すなわち、Ｙ
よりも２〜１０重量％小さい含水率）となるようにアセ
チレンブラック原粉を配合して撹拌造粒を行うことであ
り、これによって粒子径が均一で、粒硬度と嵩密度の大
きい造粒物が得られ易くなる。

【００２０】本発明で使用されるアセチレンブラック原
粉は、アセチレンガスを温度２０００℃以上好ましくは
２２００℃以上に熱分解して製造されたものが好まし
く、特に空気中のアセチレンブラック濃度を０．１〜１
ｋｇ／ｍ^３ に調整し、それを風力分級機に２回以上通
過させて灰分を１００ｐｐｍ以下、粗粒分を１０ｐｐｍ
以下に低減させたものが最適である。風力分級機として
は、遠心式、慣性式、重力式のいずれも使用可能である
が、慣性式特にファントンゲレン型分級機が好ましい
（特公昭５８−５４８７６号公報、イギリス特許第２０
６４９９４号明細書参照）。

【００２１】本発明の粒子状アセチレンブラックは、粒
硬度５ｇ／個以上、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ^３ 以上とい
ずれも著しく高いが、これはコアシェル構造によってコ
ア部よりもシェル部が緻密化されたためであると考えて
いる。したがって、本発明の粒子状アセチレンブラック
を樹脂及び／又はゴムに混練する際、アセチレンブラッ
ク収率が高まり、しかも混練初期にせん断力が付与され
ると被覆層が破壊されそれが速やかに樹脂及び／又はゴ
ムに分散していく性質があるので分散性も高まり、設計
したとおりの導電性を付与することができる。更には、
高充填が可能であるので、従来よりも一段と高導電性の
樹脂組成物及び／又はゴム組成物を製造することができ
る。

【００２２】本発明において、粒子状アセチレンブラッ
クの粒硬度を５ｇ／個以上とした理由は、樹脂及び／又
はゴムに高充填してもその分散性を高くすること、アセ
チレンブラック収率を向上させること、及び空気輸送時
の粉化防止のためである。更に説明すると、特公平１−
５８２２７号公報に記載の粒状アセチレンブラックは、
樹脂及び／又はゴムへの充填量を少なくして高導電性を
付与したり塗料の分散性を高めたりするものであるか
ら、５ｇ／個未満の粒硬度が必要となるが、本発明では
それよりも強い粒硬度が必要となる。

【００２３】本発明においては、粒子状アセチレンブラ
ックの粒硬度の上限は１０ｇ／個であることが望まし
い。その理由は次のとおりである。すなわち、種々の粒
硬度を有するアセチレンブラックを樹脂及び／又はゴム
に混練し加熱プレスして厚さ１ｍｍの成形体を作製し、
それをミクロトームで１μｍの厚さに切り、光学顕微鏡
で凝集粒子の存在割合を観察した結果、粒硬度が１０ｇ
／個をこえるアセチレンブラックにはそれが多く存在す
ることが確認されたことによるものである。このような
凝集粒子は樹脂成型品及び／又はゴム成型品の導電性や
機械的特性にバラツキを生じさせ、場合によってはそれ
らの特性を著しく低下させる。

【００２４】また、本発明において、粒子状アセチレン
ブラックの嵩密度を０．２ｇ／ｃｍ ^３ 以上としたの
は、それよりも小さいとアセチレンブラック収率が低下
して樹脂及び／又はゴムに設計したとおりの導電性を付
与することが困難となり、また樹脂及び／又はゴムへの
分散速度も遅くなるので長時間の混練が必要となる。特
に、二軸押出機等の連続式混練機では初期混練が必要と
なるため、嵩密度は０．２５ｇ／ｃｍ^３ 以上であるこ
とが好ましい。嵩密度と粒硬度は正の相関があり、粒硬
度１０ｇ／個程度のアセチレンブラックの嵩密度は０．
４ｇ／ｃｍ^３ 程度であるので、嵩密度の上限は０．４
ｇ／ｃｍ^３ 程度であることが好ましい。

【００２５】更に、本発明において、粒子状アセチレン
ブラックの粗粒分を１０ｐｐｍ以下としたのは、本発明
の用途が特にケーブル用半導電層用組成物である場合に
おいて、粗粒分は樹脂成型品及び／又はゴム成型品の平
滑性を損なわせ電気特性を著しく阻害させるからであ
る。特に用途が超高電圧ケーブル用半導電層用組成物で
ある場合においては、粗粒分は１ｐｐｍ以下であること
が好ましい。

【００２６】また、本発明においては、樹脂組成物及び
／又はゴム組成物の耐久性を考慮し、粒子状アセチレン
ブラックの灰分は１００ｐｐｍ以下であることが好まし
い。特に本発明の用途がケーブル用半導電層用組成物で
ある場合は、高電圧によって金属不純物のイオン化を促
進し、電気トリー（ｔｒｅｅ）が発生しやすくなるので
灰分を５０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。本発明で
使用されるアセチレンブラック原粉は、金属酸化物含有
量の極めて少ないアセチレンガスを熱分解させて製造さ
れるものであるため、製造された段階ではほとんど灰分
は含有していないが、その後の取り扱い時や造粒時など
で混入する。したがって、本発明においては、上記のよ
うに、造粒する前にアセチレンブラック原粉を風力分級
機に２回以上通過させることが好ましい。

【００２７】本発明で使用される樹脂としては、ビスフ
ェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、塩素環型エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルア
ミン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等のエポ
キシ樹脂、ポリベンズイミダゾール、ポリベンズオキサ
ゾール、ポリベンズチアゾール、ポリオキサジアゾー
ル、ポリピラゾール、ポリキノキサリン、ポリキナゾリ
ンジオン、ポリベンズオキサジノン、ポリインドロン、
ポリキナゾロン、ポリインドキシル、シリコン樹脂、シ
リコンーエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、ポリアミノビス
マレイミド、ジアリルフタレート樹脂、フッ素樹脂、Ｔ
ＰＸ樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテ
ルイミド、アモルファスナイロン等のポリアミド、ポリ
ブチルテレフタレート及びポリエチレンテレフタレート
等のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、変性ポ
リフェニレンエーテル、ポリアリレート、全芳香族ポリ
エステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネ
ート、マレイミド変性樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ（アク
リロニトリル・アクリルゴム・スチレン）樹脂、ＡＥＳ
（アクリロニトリルーエチレン・プロピレン・ジエンゴ
ム−スチレン）樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、
エチレン酢酸ビニルやアクリル酸エチル等の共重合体樹
脂等である。

【００２８】また、本発明で使用されるゴムとしては、
天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリル
ブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン
プロピレンゴム、エチレンプロピレンターポリマー、エ
チレンとα−オレフィンとの共重合ゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、ポリエステル等の熱可塑性エラストマ
ー、クロロプレンゴム、ポリブタジエン、ヒドリンゴ
ム、クロロスルフォン化ポリエチレンなどである。

【００２９】本発明の粒子状アセチレンブラックの割合
は、樹脂及び／又はゴム１００重量部あたり２０〜２０
０重量部程度が好ましい。特に、本発明の粒子状アセチ
レンブラックの用途がケーブル用半導電層用組成物であ
る場合には、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンア
クリル酸エチル共重合体及びエチレンアクリル酸ブチル
共重合体から選ばれた１種又は２種以上の樹脂及び／又
はゴム１００重量部に対し３０〜１００重量部であるこ
とが好ましい。

【００３０】本発明の粒子状アセチレンブラックは、樹
脂及び／又はゴムの導電性付与剤の他に、塗料、電池、
脱臭剤等に使用することができる。

【００３１】本明細書に記載した物性は以下に従って測
定された。 （１）沃素吸着量；ＪＩＳ Ｋ １４７４ （２）嵩密度；ＪＩＳ Ｋ １４６９ （３）粒硬度；ＪＩＳ Ｋ ６２２１ （４）粗粒分；ＪＩＳ Ｋ ６２２１に準じ、篩目４５
μｍ以上の残量を測定した。

【００３２】（５）灰分；ＪＩＳ Ｋ １４６９に準じ
て操作しＰｔ坩堝に灰分を得る。その灰分とフラックス
（Ｌｉ_２Ｂ_４Ｏ_３）を混合し、１０００℃で３０分間又
は灰分が溶解するまで加熱し冷却した後、５％硝酸溶液
に浸し、原子吸光測定機器（ＡＡＳ）とイオン誘導プラ
ズマ測定機器（ＩＣＰ）で金属元素（ＩＣＰ；Ａｌ，Ｂ
ａ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓ
ｉ，Ｓｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｎ，Ｚｒ、ＡＡＳ；Ｋ, Ｎａ）
を測定し、以下に従って金属酸化物に換算し、それらの
合計量を灰分とした。

【００３３】Ｎａ_２Ｏ；ｐｐｍ ＝（Ｎａ；ｐｐｍ ×
Ｎａ_２Ｏ分子量）／２×Ｎａ原子量 Ｋ_２Ｏ；ｐｐｍ ＝（Ｋ；ｐｐｍ ×Ｋ_２Ｏ分子量）
／２×Ｋ原子量 ＭｇＯ；ｐｐｍ ＝（Ｍｇ；ｐｐｍ ×ＭｇＯ分子
量）／Ｍｇ原子量 ＣａＯ；ｐｐｍ ＝（Ｃａ；ｐｐｍ ×ＣａＯ分子
量）／Ｃａ原子量 ＮｉＯ；ｐｐｍ ＝（Ｎｉ；ｐｐｍ ×ＮｉＯ分子
量）／Ｎｉ原子量 ＣｕＯ；ｐｐｍ ＝（Ｃｕ；ｐｐｍ ×ＣｕＯ分子
量）／Ｃｕ原子量 ＺｎＯ；ｐｐｍ ＝（Ｚｎ；ｐｐｍ ×ＺｎＯ分子
量）／Ｚｎ原子量 ＳｒＯ；ｐｐｍ ＝（Ｓｒ；ｐｐｍ ×ＳｒＯ分子
量）／Ｓｒ原子量 ＢａＯ；ｐｐｍ ＝（Ｂａ；ｐｐｍ ×ＢａＯ分子
量）／Ｂａ原子量 Ａｌ_２Ｏ_３；ｐｐｍ ＝（Ａｌ；ｐｐｍ ×Ａｌ_２Ｏ_３
分子量）／２×Ａｌ原子量 Ｆｅ_２Ｏ_３；ｐｐｍ ＝（Ｆｅ；ｐｐｍ ×Ｆｅ_２Ｏ_３
分子量）／２×Ｆｅ原子量 Ｃｒ_２Ｏ_３；ｐｐｍ ＝（Ｃｒ；ｐｐｍ ×Ｃｒ_２Ｏ_３
分子量）／２×Ｃｒ原子量 Ｖ_２Ｏ_５；ｐｐｍ ＝（Ｖ；ｐｐｍ ×Ｖ_２Ｏ_５分子
量）／２×Ｖ原子量 ＳｉＯ_２；ｐｐｍ ＝（Ｓｉ；ｐｐｍ ×ＳｉＯ_２分子
量）／Ｓｉ原子量 ＴｉＯ_２；ｐｐｍ ＝（Ｔｉ；ｐｐｍ ×ＴｉＯ_２分子
量）／Ｔｉ原子量 ＭｎＯ_２；ｐｐｍ ＝（Ｍｎ；ｐｐｍ ×ＭｎＯ_２分子
量）／Ｍｎ原子量 ＺｒＯ_２；ｐｐｍ ＝（Ｚｒ；ｐｐｍ ×ＺｒＯ_２分子
量）／Ｚｒ原子量

【００３４】（６）体積固有抵抗；粒子状アセチレンブ
ラック３０重量部とＥＶＡ樹脂（日本ユニカ−社製商品
名「ＮＵＣ−３１４５」）１００重量部とを内容積６０
ｍｌの混練試験機（東洋精機製作所社製「ラボプラスト
グラフＲ−６０」）でブレ−ド回転数３０ｒｐｍ、温度
１２０℃で１０分間混練した。この混練物を１８０℃の
加熱下にてプレス成形し厚さ１ｍｍの試料を作製した。
この試料を１×２０×７０ｍｍの直方体に切断し、電気
抵抗をデジタルマルチメーター（タケダ理研社製商品名
「ＴＲ−６８５６」）により測定した。 （７）樹脂成形体の比重；ＪＩＳ Ｋ ６２２０ （８）アセチレンブラック収率（％）；（ＪＩＳ Ｋ
６２２０で測定された比重×１００）÷（配合比から計
算された比重）を用いて算出した。 （９）凝集粒子数；上記で作製された試料をミクロトー
ムで１μｍにカットし、１００倍の光学顕微鏡にてアセ
チレンブラックの分散状態を観察し、１ｃｍ^２当たりの
未分散凝集粒子数を測定した。

【００３５】（１０）粉率上昇度；粒子状アセチレンブ
ラックの粉率をＪＩＳ Ｋ ６２２１に準じて測定した
後、内壁に邪魔板（幅３０ｍｍ）が取り付けられたポッ
トミル（３００ｍｍ×φ２００ｍｍ）に粒子状アセチレ
ンブラック１００ｇを入れ、ポットミルを回転数３０ｒ
ｐｍで３分間回転させた後、アセチレンブラックの粉率
を測定し、テスト前後の差を粉率上昇度とした。 （１１）解砕度；粒子状アセチレンブラック１０ｇを１
００ｍｌのメスシリンダーに入れ容積を測定後、その２
０ｇとポリスチレンペレット（３ｍｍ角）１２０ｇをＶ
型混合機（ミクロ形透視式混合器筒井理化学器械社製：
高さ２０ｃｍ×直径７ｃｍ）に入れ、４５ｒｐｍで２０
分間解砕した。解砕後、篩（２ｍｍ）に通し、アセチレ
ンブラックを回収した後、その内１０ｇを１００ｍｌの
メスシリンダーに入れ容積を測定した。解砕前後の容積
変化量を解砕度とした。 （１２）粒子構造観察；アセチレンブラック粒子を剃刀
で切断し、ＳＥＭ（ＪＥＯＬ社製商品名「ＪＳＭ−８４
０」）にて倍率６０倍で観察した。

【００３６】

【実施例】以下、実施例と比較例をあげて更に具体的に
本発明を説明する。

【００３７】実施例１ 垂直型熱分解炉を用い、分解温度２４００℃でアセチレ
ンガスを熱分解し、得られたアセチレンブラックを空気
中の濃度１．０ｋｇ／ｍ^３ に調整しそれを風力分級機
（ファントンゲレン型）に４回通過させた。次に、この
アセチレンブラック原粉（含水率；０．０１重量％、沃
素吸着量Ｘ；１１０ｍｇ／ｇ、（１）式で算出された含
水率Ｙ；７１．８５重量％）１００重量部にイオン交換
水３００重量部（配合物の含水率；Ｙ＋３．１５重量
％）を配合し、高速ヘンシェルミキサー（三井三池製作
所社製商品名「１０Ｂ型」；容量９リットル）で攪拌速
度１１００ｒｐｍで５分間攪拌して第一段階の造粒を行
った後、得られた造粒物１００重量部に上記アセチレン
ブラック原粉２０重量部（配合物の含水率；Ｙ−９．３
５重量％）を配合し、撹拌速度１１００ｒｐｍで５分間
更に攪拌して第二段階の造粒を行い、それを温度１５０
℃に保たれた乾燥機で２０時間乾燥し、本発明の粒子状
アセチレンブラックを製造した。この粒子状アセチレン
ブラックの断面構造を示すＳＥＭ写真（倍率６０倍）を
図１に示す。

【００３８】実施例２ 風力分級機の通過回数を２回としたこと以外は実施例１
と同様にして粒子状アセチレンブラックを製造した。

【００３９】実施例３ アセチレンの熱分解温度１５００℃、風力分級機の通過
回数を２回通過させたこと以外は実施例１と同様にして
アセチレンブラック原粉（含水率；０．０１重量％、沃
素吸着量Ｘ；３０ｍｇ／ｇ、（１）式で算出された含水
率Ｙ；６１．２２重量％）を製造した。そして、第一段
階の撹拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２００重
量部（配合物の含水率；Ｙ＋５．４５重量％）、第二段
階の撹拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の配合量
を１５重量部（配合物の含水率；Ｙ−３．２５重量％）
としたこと以外は実施例１と同様にして粒子状アセチレ
ンブラックを製造した。

【００４０】実施例４ 第一段階の撹拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２
５０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋１０．２１重量
％）、第二段階の撹拌造粒におけるアセチレンブラック
原粉の配合量を２０重量部（配合物の含水率；Ｙ−１．
７０重量％）としたこと以外は実施例３と同様にして粒
子状アセチレンブラックを製造した。

【００４１】実施例５ 第一段階の撹拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２
００重量部（配合物の含水率；Ｙ＋５．４５重量％）、
第二段階の撹拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を３０重量部（配合物の含水率；Ｙ−９．９１重
量％）としたこと以外は実施例３と同様にして粒子状ア
セチレンブラックを製造した。

【００４２】実施例６ アセチレンの熱分解温度２０００℃としたこと以外は実
施例１と同様にしてアセチレンブラック原粉（含水率；
０．０１重量％、沃素吸着量Ｘ；９２ｍｇ／ｇ、（１）
式で算出された含水率Ｙ；６８．６２重量％）を製造し
た。そして、第一段階の撹拌造粒におけるイオン交換水
の配合量を２７０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋４．３
５重量％）、第二段階の撹拌造粒におけるアセチレンブ
ラック原粉の配合量を１０重量部（配合物の含水率；Ｙ
−２．２８重量％）としたこと以外は実施例１と同様に
して粒子状アセチレンブラックを製造した。

【００４３】実施例７ 第一段階の撹拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２
７０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋４．３５重量％）、
第二段階の撹拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を２０重量部（配合物の含水率；Ｙ−７．８１重
量％）としたこと以外は実施例６と同様にして粒子状ア
セチレンブラックを製造した。

【００４４】比較例１ 第一段階の撹拌造粒におけるイオン交換水の配合量を３
５０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋９．１６重量％）、
第二段階の撹拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を５重量部（配合物の含水率；Ｙ＋５．４６重量
％）としたこと以外は実施例６と同様にして粒子状アセ
チレンブラックを製造した。

【００４５】比較例２ 第一段階の撹拌造粒におけるイオン交換水の配合量を３
５０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋９．１６重量％）、
第二段階の撹拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を８０重量部（配合物の含水率；Ｙ−２５．４１
重量％）としたこと以外は実施例３と同様にして粒子状
アセチレンブラックを製造したところ、粒子状アセチレ
ンブラックは得られなかった。

【００４６】比較例３ 第一段階の撹拌造粒におけるイオン交換水の配合量を３
８０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋１０．５５重量
％）、第二段階の撹拌造粒におけるアセチレンブラック
原粉の配合量を１０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋３．
３５重量％）としたこと以外は実施例６と同様にして粒
子状アセチレンブラックを製造したところ、第一段階の
操作では泥状となり造粒することができなかった。

【００４７】比較例４ 実施例３で製造されたアセチレンブラック１００重量部
に対しイオン交換水を１７０重量部（配合物の含水率；
Ｙ＋１．７４重量％）を配合し第一段階の撹拌造粒のみ
を行った後、それを温度１５０℃に保たれた乾燥機で２
０時間乾燥して粒子状アセチレンブラックを製造した。

【００４８】比較例５ 実施例６で製造されたアセチレンブラック１００重量部
に対しイオン交換水を２５０重量部（配合物の含水率；
Ｙ＋２．８１重量％）を配合し第一段階の撹拌造粒のみ
を行った後、それを温度１５０℃に保たれた乾燥機で２
０時間乾燥して粒子状アセチレンブラックを製造した。
この粒子状アセチレンブラックの断面構造を示すＳＥＭ
写真（倍率６０倍）を図２に示す。

【００４９】比較例６ 実施例６で製造されたアセチレンブラック１００重量部
に対しＰＶＡ（電気化学工業社製商品名「Ｋ−１７
Ｅ」）２重量％水溶液２００重量部（配合物の含水率；
Ｙ−１．９５重量％）を配合し第一段階の撹拌造粒のみ
を行った後、それを温度１５０℃に保たれた乾燥機で２
０時間乾燥して粒子状アセチレンブラックを製造した。

【００５０】実施例１〜７及び比較例１〜６で製造され
た粒子状アセチレンブラックの物性の測定結果を表１に
示す。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１から、実施例の粒子状アセチレンブラ
ックは、比較例の粒子状アセチレンブラックに比べて、
粒硬度と嵩密度が共に高く、粗粒分も極めて低く、しか
も粉率上昇度と解砕度が共に小さいものであることがわ
かる。しかも、実施例の粒子状アセチレンブラックの配
合された樹脂組成物及び／又はゴム組成物は、比較例の
それに比べて体積固有抵抗が小さく導電性に優れ、アセ
チレンブラック収率も高いものであった。

【００５３】また、図１と図２の対比から明らかなよう
に、本発明の粒子状アセチレンブラックの構造は、粒状
アセチレンブラック表面にアセチレンブラックの被覆層
が形成されてなる構造、換言すればコアシェル構造を有
していることが示された。

【００５４】

【発明の効果】本発明の粒子状アセチレンブラックは、
樹脂及び／又はゴムに充填する際のアセチレンブラック
収率が高いので配合設計がしやすい、空気輸送後の粉だ
ちが少ない、導電性付与能力に優れている、などの効果
がある。

【００５５】本発明の粒子状アセチレンブラックの配合
された樹脂組成物及び／又はゴム組成物によれば、電気
トリーの発生の極めて少ないケーブル用半導電層を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の粒子状アセチレンブラックの断面構
造を示す倍率６０倍の電子顕微鏡写真。

【図２】 比較例（従来例）の粒子状アセチレンブラッ
クの断面構造を示す倍率６０倍の電子顕微鏡写真。

【符号の説明】

１ コア部を構成する粒状アセチレンブラック ２ シェル部を構成するアセチレンブラックの被覆層３
空隙 ４ コア部を構成する粒状アセチレンブラックの表面

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G146 AA01 AB03 AC22 AC23 AD37 BA12 BC03 4J002 AC011 AC031 AC071 AC081 AC091 BB031 BB061 BB071 BB121 BB151 BB171 BB181 BB241 BD121 BG041 BG101 BN151 CC031 CC181 CC211 CD051 CD061 CD071 CF041 CF161 CF211 CG001 CH091 CL001 CM021 CM041 CN031 CP031 DA036 FD106 4J037 BB03 BB15 BB21

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アセチレンブラック原粉をイオン交換水
   で造粒されたものであり、灰分が１００ｐｐｍ以下、Ｊ
   ＩＳ Ｋ ６２２１による粒硬度が５ｇ／個以上、嵩密
   度が０．２ｇ／ｃｍ^３ 以上、粗粒分が１０ｐｐｍ以下
   であることを特徴とする、粉だちの少ない粒子状アセチ
   レンブラック。
2. 【請求項２】 アセチレンブラック原粉をイオン交換水
   で造粒されたものであり、粉率上昇度が２．８〜１．２
   ％、ＪＩＳ Ｋ １４７４による沃素吸着量が３０〜９
   ２ｍｇ／ｇ、灰分が５０ｐｐｍ以下、解砕度７〜１６ｍ
   ｌ、ＪＩＳＫ ６２２１による粒硬度が５〜１０ｇ／
   個、嵩密度が０．２５〜０．４ｇ／ｃｍ^３ 、粗粒分１
   ｐｐｍ以下であることを特徴とする、粉だちの少ない粒
   子状アセチレンブラック。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の粒子状アセチレン
   ブラックを樹脂及び／又はゴムに含有させてなることを
   特徴とする組成物。
4. 【請求項４】 樹脂及び／又はゴムが、エチレン酢酸ビ
   ニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体及び
   エチレンアクリル酸ブチル共重合体から選ばれた１種又
   は２種以上であり、その合計１００重量部に対し請求項
   １又は２記載の粒子状アセチレンブラックを３０〜１０
   ０重量部配合されてなることを特徴とするケーブル用半
   導電層用組成物。