JP2009138054A - Method for producing high purity carbon black - Google Patents

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Kazuya Inomata
和也 猪俣
Runa Umigami
瑠奈 海上
Etsuo Tohori
悦雄 戸堀
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple method for producing a high purity carbon black by efficiently removing metal components such as Fe and Cu contained in the carbon black as impurities. <P>SOLUTION: The method for producing high purity carbon black by removing metal from a carbon black aqueous dispersion includes a step of removing metal by bringing the carbon black aqueous dispersion into contact with a cation-exchange resin. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、カーボンブラック中に不純物として含まれるFe、Cuなどの金属分を除去し、精製カーボンブラックを得る簡便な方法に関する。   The present invention relates to a simple method for obtaining purified carbon black by removing metal components such as Fe and Cu contained as impurities in carbon black.

カーボンブラックは、ゴム補強材を中心とするゴム用途分野、樹脂着色剤、印刷インキ、塗料などの用途や樹脂等への導電性付与剤などの用途に広く使用されている。
カーボンブラックの製造方法には、1)原料を不完全燃焼させるファーネス法、2)バーナーチップで燃焼して炎とし、その炎をチャンネル鋼に接触させて捕集するコンタクト法、3)天然ガスを熱分解させるサーマル法などがある。このうちファーネス法が最も汎用されている。ファーネス法では、原料として主にクレオソート油や石油系重質油を使用し、これらを完全燃焼のための理論量に満たない量の空気と共に反応炉内へ吹き込んで不完全燃焼させた後、水で冷却し、最終的には水で捕捉して水性分散液として得る。
これらのカーボンカーボンブラックの原料にはFe、Cuなどの金属成分が含まれている。これらの金属成分はカーボンブラックの製造工程で濃縮され、さらに冷却水や製造設備からの金属成分の混入もあるため、カーボンブラックは様々な金属成分を含有するものとなる。そのため、例えば電池分野、半導体分野の如く金属成分の混入を極端に嫌う用途では、それらの金属成分を可能な限り除去し高純度化することが求められる。
カーボンブラックの金属量の低減方法としては、カーボンブラックの水性分散液を各種水溶性キレート剤と接触させ、カーボンブラックに含まれる金属成分を溶出させると共にキレート剤に捕捉して液相へ移行させた後、固液分離する方法(特許文献1)、カーボンブラック水性分散液を強攪拌後、ろ過等により分離する方法(特許文献2)、無機酸の水溶液により洗浄し溶出する方法(特許文献3)がある。
Carbon black is widely used in the field of rubber applications centering on rubber reinforcements, applications such as resin colorants, printing inks and paints, and conductivity imparting agents for resins and the like.
The production method of carbon black is as follows: 1) Furnace method in which the raw material is incompletely burned, 2) Burning with a burner chip to form a flame, and the flame is brought into contact with channel steel and collected 3) Natural gas There are thermal methods for thermal decomposition. Of these, the furnace method is the most widely used. In the furnace method, mainly creosote oil and petroleum heavy oil are used as raw materials, and these are blown into the reaction furnace together with an amount of air that is less than the theoretical amount for complete combustion. Cool with water and finally capture with water to obtain an aqueous dispersion.
These carbon carbon black raw materials contain metal components such as Fe and Cu. Since these metal components are concentrated in the manufacturing process of carbon black, and there are also metal components from cooling water and manufacturing equipment, carbon black contains various metal components. For this reason, in applications where metal components are extremely hated, such as in the battery field and semiconductor field, it is required to remove those metal components as much as possible to achieve high purity.
As a method of reducing the metal amount of carbon black, an aqueous dispersion of carbon black was brought into contact with various water-soluble chelating agents to elute the metal components contained in the carbon black and capture them in the chelating agent so as to shift to the liquid phase. Thereafter, a method of solid-liquid separation (Patent Document 1), a method of separating an aqueous dispersion of carbon black by vigorous stirring and then filtering (Patent Document 2), a method of washing and eluting with an aqueous solution of an inorganic acid (Patent Document 3) There is.

特開2005−113091号公報JP 2005-113091 A 特開2005−220320号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-220320 特開昭58−222157号公報JP 58-222157 A

しかし、カーボンブラックから金属を除去するのにキレート剤や無機酸を使用すると、精製したカーボンブラックから更にキレート剤や無機酸を除去する手間が必要になる。このように、精製したカーボンブラックをそのまま使用できず、精製したカーボンブラックからキレート剤等を更に除去する工程が必要となると、より費用が嵩むことになり、特に工業スケールでは影響が大きい。従って、本発明は、カーボンブラック中に不純物として含まれるFe、Cuなどの金属成分を効率よく除去して、精製カーボンブラックを製造する簡便な方法を提供することを目的とする。   However, when a chelating agent or an inorganic acid is used to remove the metal from the carbon black, it is necessary to further remove the chelating agent or the inorganic acid from the purified carbon black. Thus, if the refined carbon black cannot be used as it is and a step for further removing the chelating agent or the like from the refined carbon black is required, the cost becomes higher, and the influence is particularly large on an industrial scale. Accordingly, an object of the present invention is to provide a simple method for producing purified carbon black by efficiently removing metal components such as Fe and Cu contained as impurities in carbon black.

本発明者らが鋭意検討した結果、カーボンブラックの水性分散液を陽イオン交換樹脂に接触させることにより、本発明の目的を達成できることを見出した。
すなわち、本発明は、カーボンブラック水性分散液から金属を除去することにより精製カーボンブラックを製造する方法であって、該カーボンブラック水性分散液と陽イオン交換樹脂とを接触させて金属を除去する工程を含む精製カーボンブラックの製造方法を提供する。
As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that the object of the present invention can be achieved by bringing an aqueous dispersion of carbon black into contact with a cation exchange resin.
That is, the present invention is a method for producing purified carbon black by removing metal from an aqueous carbon black dispersion, wherein the metal black is removed by contacting the aqueous carbon black dispersion with a cation exchange resin. A method for producing purified carbon black containing

本発明によれば、高純度カーボンブラックを簡単に得ることができる。本発明において用いる陽イオン交換樹脂は、再生することにより繰り返し使用できるため、経済的に有利である。   According to the present invention, high purity carbon black can be easily obtained. The cation exchange resin used in the present invention is economically advantageous because it can be used repeatedly by regenerating.

〔カーボンブラック〕
カーボンブラックは、一般に、天然ガス、アセチル、芳香族炭化水素油などを熱分解、不完全燃焼などさせてえられる微細な球状粒子の集合体であり、その製法には、ファーネス法、チャンネル法、サーマル法などがある。
本発明ではカーボンブラックとして、公知の各種カーボンブラックが使用でき、例えば通常入手可能なファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック等を用いることができる。中でもファーネスブラックを使用するのがより有効である。ファーネスブラックはFeやCuなどの金属成分が多く含まれる石油系、石炭系、ナフサ系重質油を原料としており、さらに、それらの金属成分が製造工程で濃縮されて最終的にカーボンブラックに含有されるため金属含有量が多く、本発明の効果が顕著に発揮される。カーボンブラックとしては、粒状にする前の状態のもの、例えば水性分散液の状態のものも使用することができる。
商業的に入手できるカーボンブラックとしては、例えば、三菱化学社製「♯3030B」、「♯3050B」、「♯3230B」、東海カーボン社製「トーカブラック♯5500」、「トーカブラック♯4500」、「トーカブラック♯4400」、「トーカブラック♯4300」、旭カーボン社製「旭♯HS−500」、「F−200」、「AX−010」「AX015」、キャボット社製「バルカンXC−72」、ケッチェンブラックインターナショナル社製「ケッチェンブラックEC300J」、「ケッチェンブラックEC600JD」等が挙げられる。
〔Carbon black〕
Carbon black is generally an aggregate of fine spherical particles obtained by pyrolyzing, incomplete combustion, etc. of natural gas, acetyl, aromatic hydrocarbon oil, etc., and its production method includes furnace method, channel method, There are thermal methods.
In the present invention, various known carbon blacks can be used as the carbon black. For example, furnace black, channel black, lamp black and the like that are usually available can be used. Of these, it is more effective to use furnace black. Furnace black is made from petroleum-based, coal-based, and naphtha-based heavy oils that contain a large amount of metal components such as Fe and Cu. Furthermore, these metal components are concentrated in the manufacturing process and finally contained in carbon black. Therefore, the metal content is large, and the effects of the present invention are remarkably exhibited. As the carbon black, those in a state before being granulated, for example, those in an aqueous dispersion can be used.
As commercially available carbon black, for example, “# 3030B”, “# 3050B”, “# 3230B” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Toka Black # 5500”, “Toka Black # 4500” manufactured by Tokai Carbon Co., “ Talker Black # 4400, Talker Black # 4300, Asahi Carbon Corporation “Asahi # HS-500”, “F-200”, “AX-010” “AX015”, Cabot Corporation “Vulcan XC-72”, Examples include “Ketjen Black EC300J” and “Ketjen Black EC600JD” manufactured by Ketjen Black International.

〔カーボンブラック水性分散液〕
本発明では、カーボンブラックを水性分散液として陽イオン交換樹脂と接触させる。従って、本発明において、陽イオン交換樹脂と接触させるとき、カーボンブラックは、水可溶性有機溶媒を含んでいても良い水(以下、水性分散媒)の中で分散状態にある。分散状態は、カーボンブラックが分散媒中で一次粒子を形成している状態であるのが望ましいが、粒子一個一個が完全にバラバラの分散状態でなくても、つまり、ある程度二次粒子を形成している状態でもよい。陽イオン交換樹脂の粒子径に対してカーボンブラックの粒子径が十分に小さく、カーボンブラックが、陽イオン交換樹脂の粒子同士から構成される空隙に存在し得、陽イオン交換樹脂粒子の表面に接触できればよい。
水性分散液を調製するのに用いる水としては、不純物が混入することを防止するため、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することが好ましい。
[Carbon black aqueous dispersion]
In the present invention, carbon black is brought into contact with a cation exchange resin as an aqueous dispersion. Therefore, in the present invention, when the carbon black is brought into contact with the cation exchange resin, the carbon black is in a dispersed state in water (hereinafter referred to as an aqueous dispersion medium) which may contain a water-soluble organic solvent. The dispersion state is preferably a state in which carbon black forms primary particles in the dispersion medium, but even if each particle is not in a completely dispersed state, that is, it forms secondary particles to some extent. It may be in the state. The particle size of carbon black is sufficiently small compared to the particle size of the cation exchange resin, and the carbon black can be present in the void formed by the particles of the cation exchange resin, and contact the surface of the cation exchange resin particle. I can do it.
As water used for preparing the aqueous dispersion, ion exchange water, ultrapure water, distilled water, and ultrafiltered water are preferably used in order to prevent impurities from being mixed.

水性分散媒に含まれていてもよい水可溶性有機溶剤としては、具体的にはメチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブチルアルコール等のアルキルアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコールメチル(又はエチル)エーテル、ジエチレングリコールエチル(又はブチル)エーテル、ジエチレングリコールアリルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル等のジアルキルエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類等を使用することができる。このうち、水との混合分散媒とした際に揮発・分離などが起こりにくく、安定したカーボンブラック水性分散液が得られるアルコール系が好ましい。特に炭素数が1〜4までの低級アルコールが好ましい。前記水可溶性有機溶媒の添加量としては、水に対して10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。
水性分散媒に対するカーボンブラックの割合は、固形分として、1〜30質量%が好ましい。前記水に対するカーボンブラックの割合が1質量%未満であると、処理量が増大して、生産性が低くなる場合がある。一方、30質量%を超えると、水性分散液が高粘度となり攪拌が困難となり、精製効率が低下してしまう場合や、陽イオン交換樹脂を固定床連続式プロセスとして使用する場合に液の流通が困難になる場合がある。なお、本明細書において、カーボンブラックの固形分量とは、孔径1μmのメンブランフィルターで捕集されるカーボンブラックを、150℃において24時間乾燥することにより得られるカーボンブラック粉末の重量をいう。
カーボンブラック水性分散液は、所定の量のカーボンブラックを少量ずつ水性分散媒に加えて攪拌することで得られる。また、ファーネス法において不完全燃焼で生成したカーボンブラックを水で冷却・捕集する工程で得られるカーボンブラックの水性分散液をそのまま用いることができる。
Specific examples of the water-soluble organic solvent that may be contained in the aqueous dispersion medium include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, Alkyl alcohols such as isobutyl alcohol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; dialkyl ethers such as ethylene glycol methyl (or ethyl) ether, diethylene glycol ethyl (or butyl) ether, diethylene glycol allyl ether, diethylene glycol diethyl ether, and triethylene glycol diethyl ether And esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate can be used. Of these, alcohols are preferred which are less likely to volatilize and separate when mixed with water and can provide a stable aqueous carbon black dispersion. In particular, a lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms is preferred. The amount of the water-soluble organic solvent added is preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less based on water.
The ratio of carbon black to the aqueous dispersion medium is preferably 1 to 30% by mass as a solid content. If the ratio of carbon black to water is less than 1% by mass, the throughput may increase and productivity may decrease. On the other hand, if it exceeds 30% by mass, the aqueous dispersion will become highly viscous and stirring will be difficult, resulting in reduced purification efficiency or when the cation exchange resin is used as a fixed bed continuous process. It can be difficult. In the present specification, the solid content of carbon black refers to the weight of carbon black powder obtained by drying carbon black collected by a membrane filter having a pore diameter of 1 μm at 150 ° C. for 24 hours.
The carbon black aqueous dispersion can be obtained by adding a predetermined amount of carbon black to the aqueous dispersion medium little by little and stirring. In addition, an aqueous dispersion of carbon black obtained in the process of cooling and collecting carbon black produced by incomplete combustion in the furnace method can be used as it is.

前記水性分散液を調製する際の攪拌は、できる限りカーボンブラックを一次粒径まで凝集体を解すことが望まれる。このため、前記水性分散液を一般的な分散機やホモジナイザーで混合することが好ましい。具体的には、ディスパーザー、ハイスピードディスパーザー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ビーズミル、コロイドミル、ジェットミル、スラッシャーミル、ボールミル、サンドミル、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、3本ロールミル、2本ロールミル等で混合する。また、これらを単独で用いても組合わせて用いてもよい。中でも比較的低粘度で大容量のスラリーを短時間で分散でき、かつ連続生産が可能なディスパーザーやホモジナイザーなどの攪拌装置を用いることがより好ましい。   It is desired that the stirring during the preparation of the aqueous dispersion is to dissolve carbon black to the primary particle size as much as possible. For this reason, it is preferable to mix the said aqueous dispersion liquid with a general disperser and a homogenizer. Specifically, disperser, high speed disperser, homogenizer, ultrasonic homogenizer, bead mill, colloid mill, jet mill, slasher mill, ball mill, sand mill, ultra fine mill, Eiger motor mill, dyno mill, pearl mill, agitator mill, cobol mill Mix with a 3-roll mill, 2-roll mill, or the like. These may be used alone or in combination. Among them, it is more preferable to use a stirring device such as a disperser or a homogenizer that can disperse a slurry having a relatively low viscosity and a large volume in a short time and can be continuously produced.

〔陽イオン交換樹脂〕
陽イオン交換樹脂としては、モノマー成分(例えば、スチレン)と架橋性モノマー成分(例えば、ジビニルスチレン)を重合して得られる3次元の架橋高分子基体にスルホン酸基やカルボキシル基のようなイオン交換能を持った交換基を導入して製造される合成樹脂が使用できる。交換基として強酸性型(スルホン酸基)、弱酸性型(カルボン酸基、リン酸基等)がともに使用できるが、金属除去効果が大きい点、より広いpH域にてイオン交換性を持つことから強酸性型が好ましい。
さらに対イオンによってナトリウム型(Na型)、酸型(H型)をともに使用することができるが、金属除去効果が大きい点、金属成分を極力低減する観点から酸型が好ましい。
さらに重合の際に架橋性モノマー量を増減させて、架橋度を調整することで得られる単純ゲル型(ゲル型)、拡大網目ゲル型(ポーラス型)、多孔性型(ハイポーラス型)の何れもが使用できる。
陽イオン交換樹脂の具体例としては、スチレンスルホン酸形の強酸性陽イオン交換樹脂(例えば、ローム・アンド・ハース・ジャパン社製、アンバーライトIR120B、アンバーライト200CT、三菱化学社製「ダイアイオンSK1B」、「ダイアイオンRCP160M」など)あるいはアクリル酸系またはメタクリル酸系カルボン酸形あるいはリン酸形あるいは水酸基形の弱酸性陽イオン交換樹脂(例えば、アンバーライトIRC50、三菱化学社製「ダイアイオンWK40」、「ダイアイオンWK10」など)が挙げられる。中でも強酸性型の強酸性陽イオン交換樹脂である三菱化学社製「SK1B」、「PK208」、「RCP160M」やロームアンドハース社製「アンバーライトIR120B」、「アンバーライト200CT」などが好ましく使用できる。
本発明においては使用後の陽イオン交換樹脂を再生して再び使用することが可能である。再生は、定法により、純水で洗浄後、Na型であれば塩化ナトリウム水溶液等、H型であれば希塩酸水溶液等を通液することで再生することができる。
[Cation exchange resin]
As a cation exchange resin, a three-dimensional crosslinked polymer substrate obtained by polymerizing a monomer component (for example, styrene) and a crosslinkable monomer component (for example, divinylstyrene) is subjected to ion exchange such as a sulfonic acid group or a carboxyl group. Synthetic resins produced by introducing functional exchange groups can be used. Both strong acid type (sulfonic acid group) and weak acid type (carboxylic acid group, phosphoric acid group, etc.) can be used as exchange groups, but they have a large metal removal effect and have ion exchange properties in a wider pH range. The strongly acidic type is preferred.
Further, both sodium type (Na type) and acid type (H type) can be used depending on the counter ion, but the acid type is preferred from the viewpoint of a large metal removal effect and a reduction of the metal component as much as possible.
Furthermore, any of a simple gel type (gel type), an expanded network gel type (porous type), and a porous type (high porous type) obtained by adjusting the degree of crosslinking by increasing or decreasing the amount of the crosslinkable monomer during polymerization. Can also be used.
Specific examples of the cation exchange resin include strongly acidic cation exchange resins in the form of styrene sulfonic acid (for example, Rohm and Haas Japan, Amberlite IR120B, Amberlite 200CT, Mitsubishi Chemical “Diaion SK1B”). ”,“ Diaion RCP160M ”, etc.) or a weakly acidic cation exchange resin of acrylic acid or methacrylic acid carboxylic acid type, phosphoric acid type or hydroxyl group (for example, Amberlite IRC50,“ Diaion WK40 ”manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) , “Diaion WK10”, etc.). Among them, strong acid type strongly acidic cation exchange resins “SK1B”, “PK208”, “RCP160M” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, “Amberlite IR120B”, “Amberlite 200CT” manufactured by Rohm and Haas, etc. can be preferably used. .
In the present invention, the used cation exchange resin can be regenerated and reused. Regeneration can be performed by washing with pure water and passing through a sodium chloride aqueous solution for Na type or a dilute hydrochloric acid aqueous solution for H type by a conventional method.

本発明において、カーボンブラック水性分散液と陽イオン交換樹脂とを接触させるには、カーボンブラック水性分散液中に陽イオン交換樹脂を添加し、必要により機械的攪拌や気体の吹き込み等により流動させる方法や、陽イオン交換樹脂を充填した充填層にカーボンブラック水性分散液を流通させる方法などにより行なうことができる。特に、攪拌槽中にカーボンブラック水性分散液と陽イオン交換樹脂を仕込み攪拌する方法(以下、「バッチ法」と称する)、陽イオン交換樹脂を充填したカラムにカーボンブラック水性分散液を通液する方法(以下、「カラム法」と称する)が簡便に行なうことができるため有利である。   In the present invention, in order to bring the carbon black aqueous dispersion into contact with the cation exchange resin, a method in which the cation exchange resin is added to the carbon black aqueous dispersion and, if necessary, fluidized by mechanical stirring, gas blowing or the like. Alternatively, it can be carried out by a method of circulating an aqueous carbon black dispersion in a packed bed filled with a cation exchange resin. In particular, a carbon black aqueous dispersion and a cation exchange resin are charged into a stirring tank and stirred (hereinafter referred to as “batch method”), and a carbon black aqueous dispersion is passed through a column filled with a cation exchange resin. The method (hereinafter referred to as “column method”) is advantageous because it can be carried out easily.

〔分散剤〕
カーボンブラック水性分散液に陽イオン交換樹脂を接触させる工程の前に、カーボンブラック水性分散液に分散剤を添加し、攪拌処理を行なうことにより、陽イオン交換樹脂による金属の除去率を顕著に向上させることができる。
本発明に用いられる分散剤としては、カーボンブラックを安定に微分散させることができるという点から、カーボンブラックと親和性の高い官能基を有する高分子系の界面活性剤、水溶性樹脂および水分散性樹脂を用いることができる。このような界面活性剤としては、アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、アクリル共重合体、スチレン誘導体のアクリル酸−スチレン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体やポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系の水溶性樹脂および水分散性樹脂があげられる。このうち、アルキルナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルピロリドン、が好ましい。
[Dispersant]
Prior to the step of bringing the cation exchange resin into contact with the aqueous carbon black dispersion, by adding a dispersing agent to the aqueous carbon black dispersion and stirring it, the metal removal rate by the cation exchange resin is significantly improved. Can be made.
As the dispersant used in the present invention, from the viewpoint that carbon black can be stably finely dispersed, a polymeric surfactant having a functional group having high affinity with carbon black, a water-soluble resin, and water dispersion Can be used. Examples of such surfactants include alkyl naphthalene sulfonic acid formalin condensates, acrylic copolymers, acrylic acid-styrene copolymers of styrene derivatives, styrene-maleic acid copolymers, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyester series, Examples thereof include polyamide-based and polyurethane-based water-soluble resins and water-dispersible resins. Among these, alkyl naphthalenesulfonic acid formalin condensate, styrene-maleic acid copolymer, and polyvinylpyrrolidone are preferable.

また、上記高分子系界面活性剤の他に、カーボンブラックの分散性を向上させることのできるアニオン性界面活性剤やノニオン性界面活性剤を用いることもできる。
前記アニオン性界面活性剤としてはたとえば脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルジアリールエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩、グリセロールボレイト脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセロール脂肪酸エステルなどがあげられる。
また、ノニオン性界面活性剤としてはたとえばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、アセチレンジオール、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル変性シリコーンなどのシリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などがあげられる。
In addition to the polymer surfactant, an anionic surfactant or a nonionic surfactant capable of improving the dispersibility of carbon black can be used.
Examples of the anionic surfactant include fatty acid salts, alkyl sulfate esters, alkylaryl sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, dialkyl sulfonates, dialkyl sulfosuccinates, alkyl diaryl ether disulfonates, and alkyl phosphates. Polyoxyethylene alkyl aryl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl phosphate ester salt, glycerol borate fatty acid ester, polyoxyethylene glycerol fatty acid ester, and the like.
Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl aryl ethers, polyoxyethylene derivatives, polyoxyethylene oxypropylene block copolymers, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene. Examples thereof include silicone surfactants such as sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, acetylene diol, polyoxyethylene alkylamine, and polyoxyethylene alkylphenyl ether-modified silicone, and fluorine-based surfactants.

カチオン性界面活性剤としては脂肪族アミン塩、第4級アンモニウム塩、スルホニウム塩、及びホスフォニウム塩等が挙げられる。
両性界面活性剤としてはアミノ酸型化合物、ベタイン型化合物等を用いることができる。
このうち、ノニオン性界面活性剤が好ましく、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミンがより好ましい。
前記の界面活性剤や樹脂は単独あるいは組み合わせて用いることが可能である。
特に適する分散剤は、ナフタレンスルフォン酸ホルマリン縮合物、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレンアルキルエーテルである。ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物としては例えば、ポリティN-100K(ライオン(株))、デモールN(花王(株))、セルフロー(第一工業製薬(株))が、ポリビニルピロリドンとしては、ポリビニルピロリドンK-15(日本触媒(株))、Luvitec K(BASF)が、ポリオキシアルキレンエーテルとしては、EMALEX 100系(日本エマルジョン(株))、レオコールSC-50(ライオン株)等が市販品として入手可能であり、使用することができる。
上記分散剤の添加量はカーボンブラック水性分散液に含まれるカーボンブラックに対して固形分として20〜100質量%であることが好ましい。20%以下であると、分散が不十分となり、分散剤添加の効果を十分に得られないことがあり、また固定床法に適用する場合にはイオン交換樹脂充填塔に流通させることが困難となり、目詰まりによる圧力損失の増大や偏流による金属除去効率低下の原因になることがある。また100%以上であると、起泡性・粘度の増大により金属除去効率が低下してしまうことがあり、また固定床法に適用する場合にはイオン交換樹脂充填塔に流通させることが圧力損失の増大により困難となることがある。
Examples of the cationic surfactant include aliphatic amine salts, quaternary ammonium salts, sulfonium salts, and phosphonium salts.
As the amphoteric surfactant, amino acid type compounds, betaine type compounds and the like can be used.
Among these, nonionic surfactants are preferable, and polyoxyethylene alkyl ethers and polyoxyethylene alkyl amines are more preferable.
The above surfactants and resins can be used alone or in combination.
Particularly suitable dispersants are naphthalene sulfonic acid formalin condensate, polyvinyl pyrrolidone, polyoxyethylene alkyl ether. Examples of the naphthalene sulfonic acid formalin condensate include Polyty N-100K (Lion Corporation), Demol N (Kao Corporation), and Cellflow (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). -15 (Nippon Shokubai Co., Ltd.), Luvitec K (BASF), and polyoxyalkylene ethers such as EMALEX 100 series (Nippon Emulsion Co., Ltd.), Leocol SC-50 (Lion Corp.), etc. are available as commercial products And can be used.
The amount of the dispersant added is preferably 20 to 100% by mass as a solid content with respect to the carbon black contained in the carbon black aqueous dispersion. If it is 20% or less, the dispersion becomes insufficient, and the effect of adding the dispersant may not be sufficiently obtained, and when applied to the fixed bed method, it becomes difficult to circulate through the ion exchange resin packed tower. In some cases, the pressure loss increases due to clogging and the metal removal efficiency decreases due to drift. Further, if it is 100% or more, the metal removal efficiency may decrease due to the increase in foamability and viscosity, and when applied to the fixed bed method, the pressure loss may be caused to flow through an ion exchange resin packed tower. May become difficult due to the increase in

分散剤を添加することでカーボンブラック粒径を小さくした水性分散液を得ることができる。分散剤量等を調整することにより、粒子径が20μm以下、好ましくは10μm以下、さらに好ましくは5μm以下のものを得ることで、特に固定床法に適用する場合のイオン交換樹脂充填塔への通液性が向上する。なお、カーボンブラック粒子径は、動的光散乱法を用いて測定することができる。
カーボンブラック水性分散液の25℃における粘度は、1000mPa・s以下、好ましくは100mPa・s以下、より好ましくは20ma・s以下であり分散剤量やカーボンブラック添加量等で調整できる。前記範囲ではカラム通液性が向上する。なお、粘度はB型粘度計を用いて測定することができる。
An aqueous dispersion with a reduced carbon black particle size can be obtained by adding a dispersant. By adjusting the amount of the dispersing agent and the like, a particle size of 20 μm or less, preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less is obtained, so that it can be passed through an ion exchange resin packed column particularly when applied to the fixed bed method. Improved liquidity. The carbon black particle diameter can be measured using a dynamic light scattering method.
The viscosity at 25 ° C. of the aqueous carbon black dispersion is 1000 mPa · s or less, preferably 100 mPa · s or less, more preferably 20 ma · s or less, and can be adjusted by the amount of dispersant, the amount of carbon black added, and the like. In the above range, the liquid permeability of the column is improved. The viscosity can be measured using a B-type viscometer.

カーボンブラック水性分散液から精製カーボンブラックを分離する方法としては、遠心分離する方法、ろ過する方法、非水溶性有機溶媒へ水性分散液を入れて混合する方法などが挙げられる。前記水性分散液に凝集剤を混合して、カーボンブラックのフロックを形成し、ろ過することも可能である。前記非水溶性有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、クロロホルム、ヘキサン、ヘプタン等である。前記凝集剤としては合成高分子凝集剤、無機凝集剤が挙げられ、ポリアクリルアミド、アクリルアミド・アクリル酸ナトリウム共重合体、アルキルアミノメタクリレート四級塩重合体、アルキルアミノアクリレート四級塩・アクリルアミド共重合体、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム等を単独または組み合わせて使用することができる。安全上の観点から、遠心分離する方法やろ過する方法が好ましい。
カーボンブラックは、その製造方法により含まれる不純物の種類や量が異なるが、いずれの方法で製造した場合でも、不純物として、鉄や銅といった重金属、特に鉄が比較的多量に、例えばファーネスブラックであるケッチェンブラックには50ppm程度含まれる。本発明の方法により得られる精製カーボンブラックは、除去前の含有量にも因るが、2〜10ppm程度まで鉄の量を低減することができる。
Examples of a method for separating purified carbon black from an aqueous carbon black dispersion include a method of centrifugation, a method of filtration, and a method of mixing an aqueous dispersion in a water-insoluble organic solvent. It is also possible to mix a flocculant with the aqueous dispersion to form a floc of carbon black and to filter. Examples of the water-insoluble organic solvent include toluene, xylene, benzene, chloroform, hexane, heptane and the like. Examples of the flocculant include synthetic polymer flocculants and inorganic flocculants, such as polyacrylamide, acrylamide / sodium acrylate copolymer, alkylamino methacrylate quaternary salt polymer, alkylamino acrylate quaternary salt / acrylamide copolymer. , Sulfuric acid band, polyaluminum chloride, etc. can be used alone or in combination. From the viewpoint of safety, a method of centrifugation or a method of filtration is preferred.
Carbon black has different types and amounts of impurities depending on the production method, but in any case, carbon black has a relatively large amount of heavy metal such as iron or copper, particularly iron, for example, furnace black. Ketjen black contains about 50 ppm. The purified carbon black obtained by the method of the present invention can reduce the amount of iron to about 2 to 10 ppm, depending on the content before removal.

本発明をバッチ法又はカラム法で行なう場合の態様を以下に具体的に説明する。
〔バッチ法〕
水性分散液の調製方法
市販カーボンブラックと水を攪拌混合して得られる水性分散液を調製するか、又はファーネス法において、不完全燃焼で生成したカーボンブラックを水で冷却・捕集する工程で得られるカーボンブラックの水性分散液を用意する。
精製方法
(1)前記水性分散液に対して、通常、陽イオン交換樹脂1〜100質量%を混合し、一般的な攪拌機、例えばホモミキサー、パドル型やタービン型など一般的な攪拌翼付きの攪拌槽内等で1〜200時間攪拌する。陽イオン交換樹脂添加量は前記水性分散液から分離することが簡便となることから1〜40質量%が好ましく、1〜20質量%がより好ましい。イオン交換樹脂量が多いとイオン交換樹脂を分離する際、イオン交換樹脂にカーボンブラックが同伴しカーボンブラックの収率が低下する原因となる。
(2)得られた水性分散液を目開き0.045〜0.075mmのろ布やふるい上でイオン交換樹脂とカーボンブラック水性分散液とに分離する。目開きが0.075mmより大きいとイオン交換樹脂が混入する可能性が高くなり、0.045mmより小さいとカーボンブラックの目詰まりの発生により分離の効率が低下してしまう。
(3)前記水性分散液からカーボンブラックを分離する。
(4)精製されたカーボンブラックは、前記操作により分離されたカーボンブラックを加熱乾燥により得ることができるが、電池分野、半導体分野の如く導電性用途においては不活性ガス中で加熱乾燥することが好ましい。
An embodiment when the present invention is carried out by a batch method or a column method will be specifically described below.
[Batch method]
Preparation method of aqueous dispersion Prepare an aqueous dispersion obtained by stirring and mixing commercially available carbon black and water, or obtain it in the furnace method by cooling and collecting the carbon black generated by incomplete combustion with water. An aqueous dispersion of carbon black is prepared.
Purification method (1) Usually, 1 to 100% by mass of a cation exchange resin is mixed with the aqueous dispersion, and a general stirrer, for example, a homomixer, a paddle type, a turbine type or the like with a general stirring blade is attached. Stir for 1 to 200 hours in a stirring tank or the like. The amount of the cation exchange resin added is preferably 1 to 40% by mass and more preferably 1 to 20% by mass because it is easy to separate from the aqueous dispersion. When the amount of the ion exchange resin is large, when the ion exchange resin is separated, carbon black is accompanied with the ion exchange resin, which causes a decrease in the yield of carbon black.
(2) The obtained aqueous dispersion is separated into an ion exchange resin and an aqueous carbon black dispersion on a filter cloth or sieve having an opening of 0.045 to 0.075 mm. If the opening is larger than 0.075 mm, there is a high possibility that the ion exchange resin is mixed. If the opening is smaller than 0.045 mm, the separation efficiency is lowered due to the occurrence of clogging of carbon black.
(3) Separate carbon black from the aqueous dispersion.
(4) Purified carbon black can be obtained by heating and drying the carbon black separated by the above operation, but in conductive applications such as the battery field and semiconductor field, it can be heated and dried in an inert gas. preferable.

〔カラム法〕
水性分散液の調製方法
バッチ法について述べたのと同様にして調製する。
精製方法
(1)円筒カラムなどに陽イオン交換樹脂を充填し、イオン交換樹脂充填塔を作製する。
(2)このイオン交換樹脂充填塔に前記水性分散液を空間速度(h−1)SV=1〜50、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10の流速で通液するのが好ましい。
ここでSVは空間速度(Space Verosity)であり、水性分散液を1時間に処理できる液量の体積をイオン交換樹脂充填層の体積で割った値である。
(3)水性分散液からのカーボンブラックの分離工程以降は前記バッチ法と同様の方法で行なうことができる。
[Column method]
Aqueous dispersion preparation method Prepare as described for the batch method.
Purification method (1) A cation exchange resin is packed in a cylindrical column, etc., and an ion exchange resin packed tower is produced.
(2) The aqueous dispersion is preferably passed through the ion exchange resin packed tower at a space velocity (h-1) SV = 1 to 50, preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10.
Here, SV is a space velocity, which is a value obtained by dividing the volume of the liquid volume capable of treating the aqueous dispersion in one hour by the volume of the ion exchange resin packed bed.
(3) The carbon black can be separated from the aqueous dispersion and thereafter by the same method as the batch method.

実施例及び比較例で用いたカーボンブラック、分散剤、陽イオン交換樹脂、純水及び塩酸を以下に示す。
(1)使用試薬等
The carbon black, dispersant, cation exchange resin, pure water and hydrochloric acid used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(1) Reagents used

Figure 2009138054

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(2)分析・評価方法
(i)金属量測定:高周波誘導結合プラズマ法
まず関東化学(株)製原子吸光分析用塩酸10mL、純水190mLを混合して成る希塩酸水溶液(以下、希塩酸A)と、同塩酸20mL、純水180mLを混合して成る希塩酸水溶液(以下、希塩酸B)を調製した。続いて希塩酸A 200mLとカーボンブラック10gとをねじ口ビン(500mL)に加え、卓上振とう機により150rpmで1.5時間攪拌した後、メンブレンフィルター(1μm)を用いて減圧濾過により固液分離を行なった。フィルター上に残ったカーボンブラックを30mLの純水で洗浄して得られた濾液を500mLのビーカーに移し、300℃で1.5時間加熱して残りが10mL程度になるまで蒸発させた後、25mLのメスフラスコに移し、希塩酸溶液Bで希釈したものをプラズマ原子発光分光(ICP)法にかけることによって行った。ICP分析装置としては、Optima5300 DV(株式会社パーキンエルマージャパン)を用いた。
(ii) 収率測定
{精製カーボンブラック(g)/仕込みカーボンブラック(g)}×100
(iii) カラム通液性
ガラス製クロマト管(内経30mm、長さ300mm)に強酸性陽イオン交換体(RCP160M)170mLを充填して樹脂カラムを調製した。充填時、イオン交換樹脂は適当量の純水を加えた樹脂スラリーとして充填し、カラム内の樹脂層に空気が入らないように常に純水で満たされた状態にしておいた。このカラムにカーボンブラック分散液の全量を通液し、処理液とした。通液後さらにカーボンブラック分散液と同量の純水を通液し、カラムに残存するカーボンブラックを洗浄し、洗浄液とした。以上の操作で得られた処理液と洗浄液から回収されるカーボンブラック量が、カラムに通液前のカーボンブラック分散液が含有していたカーボンブラック量の95質量%以上である場合、カラム通液性を良好『○』とした。
(2) Analysis / evaluation method (i) Metal content measurement: high frequency inductively coupled plasma method First, a dilute hydrochloric acid aqueous solution (hereinafter, dilute hydrochloric acid A) prepared by mixing 10 ml of hydrochloric acid for atomic absorption analysis and 190 ml of pure water manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd. A dilute hydrochloric acid aqueous solution (hereinafter, dilute hydrochloric acid B) prepared by mixing 20 mL of the hydrochloric acid and 180 mL of pure water was prepared. Subsequently, 200 mL of dilute hydrochloric acid A and 10 g of carbon black were added to a screw mouth bottle (500 mL), stirred for 1.5 hours at 150 rpm with a desktop shaker, and then separated into solid and liquid by vacuum filtration using a membrane filter (1 μm). I did it. The filtrate obtained by washing the carbon black remaining on the filter with 30 mL of pure water was transferred to a 500 mL beaker, heated at 300 ° C. for 1.5 hours and evaporated until the remaining amount was about 10 mL, and then 25 mL. The sample was transferred to a volumetric flask and diluted with dilute hydrochloric acid solution B and subjected to plasma atomic emission spectroscopy (ICP). As the ICP analyzer, Optima5300 DV (Perkin Elmer Japan Co., Ltd.) was used.
(Ii) Yield measurement {purified carbon black (g) / charged carbon black (g)} × 100
(Iii) Column liquid permeability A resin column was prepared by filling a glass chromatograph tube (inner diameter 30 mm, length 300 mm) with 170 mL of a strongly acidic cation exchanger (RCP160M). At the time of filling, the ion exchange resin was filled as a resin slurry to which an appropriate amount of pure water was added, and was always filled with pure water so that air did not enter the resin layer in the column. The entire amount of the carbon black dispersion was passed through this column to obtain a treatment liquid. After passing, the same amount of pure water as the carbon black dispersion was passed to wash the carbon black remaining on the column to obtain a cleaning solution. When the amount of carbon black recovered from the treatment liquid and the cleaning liquid obtained by the above operation is 95% by mass or more of the amount of carbon black contained in the carbon black dispersion before passing through the column, The property was set to “Good”.

(3)実施例
<バッチ式>
実施例1〜8
1リットルビーカー(槽径:230mm)に純水990gを加えた後、パドル型攪拌羽根(羽根枚数:2枚、羽根径:32mm、羽根幅:12mm、材質:テフロン(登録商標))を使用し、回転数200rpmで攪拌しながらカーボンブラック10gを少量ずつ加えていき、全量を添加した段階で、陽イオン交換樹脂を10%又は20%添加した。これを室温で3時間,6時間又は168時間、回転数200rpmで攪拌した後、目開き0.075mmのナイロン濾布上で該樹脂を分離し、得られたカーボンブラック水性分散液をNo.5Cの濾紙を用いて減圧濾過により固液分離を行った。濾紙上に残ったウェット状のカーボンブラックを150℃で24時間乾燥することにより、カーボンブラック粉末を得た。得られたカーボンブラック粉末の収率及び前記粉末に含まれる金属量を測定した。結果を表−3に示す。
(3) Examples <Batch type>
Examples 1-8
After adding 990 g of pure water to a 1 liter beaker (tank diameter: 230 mm), use a paddle type stirring blade (number of blades: 2, blade diameter: 32 mm, blade width: 12 mm, material: Teflon (registered trademark)) While stirring at a rotation speed of 200 rpm, 10 g of carbon black was added little by little, and 10% or 20% of a cation exchange resin was added at the stage where the total amount was added. This was stirred at room temperature for 3 hours, 6 hours or 168 hours at a rotation speed of 200 rpm, and then the resin was separated on a nylon filter cloth having an opening of 0.075 mm. Solid-liquid separation was performed by vacuum filtration using 5C filter paper. The wet carbon black remaining on the filter paper was dried at 150 ° C. for 24 hours to obtain a carbon black powder. The yield of the carbon black powder obtained and the amount of metal contained in the powder were measured. The results are shown in Table-3.

比較例1〜2
1リットルビーカー(槽径:230mm)に純水990gを加えた後、パドル型攪拌羽根(羽根枚数:2枚、羽根径:32mm、羽根幅:12mm、材質:テフロン(登録商標))を使用し、回転数200rpm)で攪拌しながらカーボンブラック10gを少量ずつ加えていき、全量を添加した段階で、室温で、3時間、回転数200rpmで攪拌を続けた後、目開き0.075mmのナイロン濾布上で該樹脂を分離し、得られたカーボンブラック水性分散液をNo.5Cの濾紙を用いて減圧濾過により固液分離を行った。濾紙上に残ったウェット状のカーボンブラックを150℃で24時間乾燥することにより、カーボンブラック粉末を得た。得られたカーボンブラック粉末の収率及び前記粉末に含まれる重金属量を測定した。結果を表−3に示す。
Comparative Examples 1-2
After adding 990 g of pure water to a 1 liter beaker (tank diameter: 230 mm), use a paddle type stirring blade (number of blades: 2, blade diameter: 32 mm, blade width: 12 mm, material: Teflon (registered trademark)) 10 g of carbon black was added little by little while stirring at a rotation speed of 200 rpm, and when the total amount was added, stirring was continued at a rotation speed of 200 rpm for 3 hours at room temperature, and then a nylon filter having an opening of 0.075 mm was used. The resin was separated on a cloth, and the resulting carbon black aqueous dispersion was designated as No. 1 Solid-liquid separation was performed by vacuum filtration using 5C filter paper. The wet carbon black remaining on the filter paper was dried at 150 ° C. for 24 hours to obtain a carbon black powder. The yield of the obtained carbon black powder and the amount of heavy metal contained in the powder were measured. The results are shown in Table-3.

<バッチ式+分散剤添加>
実施例9〜16
1リットルビーカー(槽径:230mm)に純水990gを加えた後、パドル型攪拌羽根(羽根枚数:2枚、羽根径:32mm、羽根幅:12mm、材質:テフロン(登録商標))を使用し、回転数200rpmで攪拌しながらカーボンブラック10gを少量ずつ加えていき、全量を添加した段階で、上乗せで陽イオン交換樹脂200g及び分散剤10gを加えた。これを室温で3時間、回転数200rpmで攪拌を続けた後、目開き0.075mmのナイロン濾布上で該樹脂を分離した。これを3時間静置させて後、1μmのメンブランフィルターを用いて減圧濾過により固液分離を行った。フィルター上に残ったウェット状のカーボンブラックを150℃で24時間乾燥することにより、カーボンブラック粉末を得た。得られたカーボンブラック粉末の収率及び前記粉末に含まれる重金属量を測定した。結果を表−4に示す。
<カラム式+分散剤>
<Batch type + dispersant addition>
Examples 9-16
After adding 990 g of pure water to a 1 liter beaker (tank diameter: 230 mm), use a paddle type stirring blade (number of blades: 2, blade diameter: 32 mm, blade width: 12 mm, material: Teflon (registered trademark)) Then, 10 g of carbon black was added little by little while stirring at a rotation speed of 200 rpm, and 200 g of the cation exchange resin and 10 g of the dispersant were added on top of the total amount added. Stirring was continued at room temperature for 3 hours at 200 rpm, and then the resin was separated on a nylon filter cloth having an opening of 0.075 mm. This was allowed to stand for 3 hours, and then solid-liquid separation was performed by vacuum filtration using a 1 μm membrane filter. The wet carbon black remaining on the filter was dried at 150 ° C. for 24 hours to obtain a carbon black powder. The yield of the obtained carbon black powder and the amount of heavy metal contained in the powder were measured. The results are shown in Table-4.
<Column type + dispersant>

実施例17〜20
1リットルビーカー(槽径:230mm)に純水990gを加えた後、パドル型攪拌羽根(羽根枚数:2枚、羽根径:32mm、羽根幅:12mm、材質:テフロン(登録商標))を使用し、回転数200rpmで攪拌しながらカーボンブラック10gを少量ずつ加えていき、全量を添加した段階で、上乗せで分散剤10gを加えた後、3時間、回転数200rpmで攪拌した。これを予め用意しておいたガラス製クロマト管(内経30mm、長さ300mm)に陽イオン交換樹脂170mLを充填したカラムにSV5.0hr-1で2回通液させた。これを3時間静置させて後、1μmメンブランフィルターを用いて減圧濾過により固液分離した。フィルター上に残ったウェット状のカーボンブラックを150℃で24時間乾燥することにより、カーボンブラック粉末を得た。得られたカーボンブラック粉末の収率及び前記粉末に含まれる重金属量を測定した。結果を表−5に示す。
Examples 17-20
After adding 990 g of pure water to a 1 liter beaker (tank diameter: 230 mm), use paddle type stirring blades (number of blades: 2, blade diameter: 32 mm, blade width: 12 mm, material: Teflon (registered trademark)) Then, 10 g of carbon black was added little by little while stirring at a rotation speed of 200 rpm, and after adding 10 g of the dispersing agent at the stage of adding the total amount, the mixture was stirred at a rotation speed of 200 rpm for 3 hours. This was passed twice through SV5.0 hr −1 through a column prepared by prepacking a glass chromatograph tube (inner diameter: 30 mm, length: 300 mm) filled with 170 mL of cation exchange resin. This was allowed to stand for 3 hours, and then solid-liquid separation was performed by vacuum filtration using a 1 μm membrane filter. The wet carbon black remaining on the filter was dried at 150 ° C. for 24 hours to obtain a carbon black powder. The yield of the obtained carbon black powder and the amount of heavy metal contained in the powder were measured. The results are shown in Table-5.

比較例3〜4
1リットルビーカー(槽径:230mm)に純水990gを加えた後、パドル型攪拌羽根(羽根枚数:2枚、羽根径:32mm、羽根幅:12mm、材質:テフロン(登録商標))を使用し、回転数200rpmで攪拌しながらカーボンブラック10gを少量ずつ加えていき、全量を添加した段階で、室温で、攪拌を続けた後、実施例17〜20と同様のカラムを用いて通液させようと試みたが、カラムの目詰まりにより通液不能であった。







Comparative Examples 3-4
After adding 990 g of pure water to a 1 liter beaker (tank diameter: 230 mm), use a paddle type stirring blade (number of blades: 2, blade diameter: 32 mm, blade width: 12 mm, material: Teflon (registered trademark)) Then, 10 g of carbon black was added little by little while stirring at a rotation speed of 200 rpm, and stirring was continued at room temperature at the stage of adding the total amount, and then the solution was passed through the same column as in Examples 17-20. However, liquid passage was impossible due to clogging of the column.







Figure 2009138054
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Figure 2009138054
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Figure 2009138054
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Claims (3)

カーボンブラック水性分散液から金属を除去することにより精製カーボンブラックを製造する方法であって、該カーボンブラック水性分散液と陽イオン交換樹脂とを接触させて金属を除去する工程を含む精製カーボンブラックの製造方法。   A method for producing purified carbon black by removing metal from an aqueous carbon black dispersion, comprising the step of contacting the aqueous carbon black dispersion with a cation exchange resin to remove the metal. Production method. カーボンブラック水性分散液と陽イオン交換樹脂とを接触させて金属を除去する工程の前に、カーボンブラック水性分散液に分散剤を添加し攪拌する工程を含む請求項1の精製カーボンブラックの製造方法。   2. The method for producing purified carbon black according to claim 1, comprising a step of adding a dispersing agent to the carbon black aqueous dispersion and stirring the step before contacting the aqueous carbon black dispersion with the cation exchange resin to remove the metal. . 前記分散剤が、高分子系界面活性剤、水溶性樹脂及び水分散性樹脂からなる群から選ばれる請求項1又は2記載の精製カーボンブラックの製造方法。   The method for producing purified carbon black according to claim 1 or 2, wherein the dispersant is selected from the group consisting of a polymeric surfactant, a water-soluble resin, and a water-dispersible resin.
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