JP2020517562A - 粒子システムと方法 - Google Patents
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Abstract
適切な特性を有する粒子は、本明細書において提供されるシステムおよび方法を使用して生成されてもよい。粒子は、炭素粒子を含んでもよい。【選択図】図１
Description
相互参照
本願は、２０１７年４月２０日に出願された米国仮出願第６２／４８７，７９５号、２０１７年８月２８日に出願された米国仮出願第６２／５５１，０５９号、および２０１７年８月２８日に出願された米国仮出願第６２／５５１，０７２号の利益を主張する。これらはそれぞれ参照により本書に完全に組み込まれる。
本願は、２０１７年４月２０日に出願された米国仮出願第６２／４８７，７９５号、２０１７年８月２８日に出願された米国仮出願第６２／５５１，０５９号、および２０１７年８月２８日に出願された米国仮出願第６２／５５１，０７２号の利益を主張する。これらはそれぞれ参照により本書に完全に組み込まれる。
粒子は多くの家庭用および産業用用途で使用されている。粒子は、様々な化学プロセスによって生成され得る。そのような化学プロセスに関連する能力とエネルギー供給は、時間とともに進化した。
本開示は、例えば炭素粒子などの粒子を生成するためのより効率的かつ効果的なプロセスの必要性を認識している。また、本明細書では、生産速度の向上、歩留まりの向上、製造装置の摩耗特性の低減などの必要性も認識されている。本開示は、例えば、炭化水素含有材料を炭素粒子に変換するための改善されたプロセスを提供し得る。
本開示は、例えば、炭素粒子を生成するためのシステムであって、１または複数の材料の流れの中で少なくとも１つの材料の流れを加熱する熱発生器、および１または複数の材料の流れから炭素粒子を生成する反応器であって、炭素粒子が（ｉ）約０．０５％未満の灰、約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはそれらの組み合わせの純度、（ｉｉ）約３．０ナノメートル（ｎｍ）より大きい格子定数（Ｌｃ）、および（ｉｉｉ）約０．３５ｎｍ未満のグラファイトの００２ピークの格子間隔（ｄ００２）を有する反応器を備えるシステムを提供する。炭素粒子は、約０．３％未満の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約５０ｐｐｍ以下の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約１０ｐｐｍ以下の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約０．０３％以下の灰を含んでもよい。炭素粒子は、約０．０１％以下の灰を含んでもよい。炭素反応器は熱発生器を含んでもよい。熱発生器は、少なくとも１つの材料の流れを電気エネルギーで加熱してもよい。炭素粒子が、約１５ｍ２／ｇ（グラム当たり平方メートル）から約３００ｍ２／ｇの表面積を有し得る。炭素粒子はカーボンブラックを含んでもよい。炭素粒子は、約１ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを含み得る。
本開示は、例えば、炭素粒子の製造方法であって、熱伝達ガスを加熱することと、炭素粒子を生成するために前記熱伝達ガスと炭化水素原料を混合することであって、前記炭素粒子は、（ａ）炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下であるフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｂ）約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積、および純度が約０．０５％未満の灰および／または約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリットである、混合することとを含む方法も提供する。この方法は、炭素粒子および水素ガスを生成するために、熱伝達ガスを炭化水素原料と混合することをさらに含むことができる。本方法は、加熱の下流で熱伝達ガスを炭化水素原料と混合することをさらに含むことができる。熱伝達ガスは、約６０％を超える水素を含んでもよい。熱伝達ガスは水素であってもよい。炭化水素原料は、少なくとも約７０重量％のメタン、エタン、プロパンまたはそれらの混合物を含んでもよい。炭素粒子はカーボンブラックを含んでもよい。加熱することは、電気エネルギーによる加熱を含んでもよい。加熱することは、電気アークによる加熱を含んでもよい。炭素粒子は、約０．０３％以下の灰を含んでもよい。炭素粒子は、約０．０１％以下の灰を含んでもよい。炭素粒子は、約１ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを含み得る。この方法は、（ｉ）油ペレット化、または（ｉｉ）蒸留水および無灰バインダーによるペレット化を使用して炭素粒子をペレット化することをさらに含むことができる。無灰バインダーは糖であってもよい。炭素粒子は、約０．４％以下の酸素を含んでもよい。炭素粒子は、約９９％以上の炭素を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４％未満の水素を含んでもよい。炭素粒子は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有し得る。相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である場合がある。炭素粒子は、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有し得る。ＷＳＰは約５ｍＪ／ｍ２未満である場合がある。炭素粒子は約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有し得る。
本開示はまた、例えば、炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下であるフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収を有する炭素粒子を提供する。粒子はカーボンブラックであってもよい。ＤＢＰとＣＤＢＰの比は、参照カーボンブラックのＤＢＰとＣＤＢＰの比の約９５％以下であり得る。粒子は、約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積を有してもよい。炭素粒子は、約１ｎｍより大きいＬｃを有し得る。炭素粒子は、約３ｎｍ以上のＬｃを有し得る。炭素粒子は、約４ｎｍより大きいＬｃを有し得る。炭素粒子は、約３．０ｎｍより大きいＬｃ、約０．３５ｎｍより小さいｄ００２、またはそれらの組み合わせを有し得る。炭素粒子は、ＬａまたはＬｃに関して約３ｎｍから約２０ｎｍの結晶化度を有し得る。ＤＢＰはＣＤＢＰの約１．１倍以下である場合がある。炭素粒子は、約０．３重量％未満の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４重量％以下の酸素を含んでもよい。炭素粒子は、約９９重量％以上の炭素を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４重量％未満の水素を含んでもよい。炭素粒子は、参照カーボンブラックよりも低い水素含有量を有し得る。炭素粒子は炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有し得る。相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水であることがある。炭素粒子は、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有し得る。ＷＳＰは約５ｍＪ／ｍ２未満である場合がある。炭素粒子は、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有し得る。
本開示は、例えば、（ｉ）約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積、および（ｉｉ）純度が約０．０５％未満の灰、および約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはその組み合わせを有する炭素粒子も提供する。炭素粒子は、カーボンブラック粒子を含んでもよい。炭素粒子は、約３．０ｎｍよりも大きいＬｃ、約０．３５ｎｍよりも小さいｄ００２、約０．３％よりも少ない硫黄、またはそれらの任意の組み合わせを有し得る。炭素粒子は、約３．０ｎｍよりも大きいＬｃ、約０．３５ｎｍよりも小さいｄ００２、約１０ｐｐｍよりも少ない硫黄、またはそれらの任意の組み合わせを有し得る。炭素粒子のトートは、約９９％以上であってもよい。炭素粒子は、（ｉ）約１９ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約５５ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収を有し得る。炭素粒子は、（ｉ）約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｉｉ）約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子は、（ｉ）約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｉｉ）約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子は、（ｉ）約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｉｉ）約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子は、約０．０３％以下の灰を含んでもよい。炭素粒子は、約０．０１％以下の灰を含んでもよい。炭素粒子は、約１ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを含み得る。炭素粒子は、約０．４％以下の酸素を含んでもよい。炭素粒子は、約９９％以上の炭素を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４％未満の水素を含んでもよい。炭素粒子は参照カーボンブラックよりも低い水素含有量を有し得る。炭素粒子は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有し得る。相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である場合がある。炭素粒子は、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有し得る。ＷＳＰは約５ｍＪ／ｍ２未満である場合がある。炭素粒子は約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有し得る。
本開示は、例えば、（ｉ）約１５平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）以上の窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および（ｉｉ）約５ｐｐｍ未満の硫黄を有する炭素粒子も提供する。Ｎ２ＳＡは約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇであってよく、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収が約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇであってもよい。炭素粒子は、約１重量ｐｐｍ未満の硫黄を含んでもよい。Ｎ２ＳＡは約３００ｍ２／ｇ以下であり得る。炭素粒子は、約０．４％以下の酸素を含んでもよい。炭素粒子は、約９９％以上の炭素を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４％未満の水素を含んでもよい。炭素粒子は、参照カーボンブラックよりも低い水素含有量を有し得る。炭素粒子は炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有し得る。相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水であることがある。炭素粒子は、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有し得る。ＷＳＰは約５ｍＪ／ｍ２未満である場合がある。炭素粒子は、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有し得る。ゴムは炭素粒子を含んでもよい。タイヤはゴムを含んでもよい。塗料は炭素粒子を含んでもよい。コーティングは炭素粒子を含んでもよい。エラストマー複合体は炭素粒子を含んでもよい。ポリマーは炭素粒子を含んでもよい。インクは炭素粒子を含んでもよい。
本開示はまた、例えば、粒子を生成するためのシステムであって、１または複数の材料の流れの中の少なくとも１つの材料の流れを電気的に加熱する熱発生器、１または複数の材料の流れの少なくとも１つから硫黄不純物を除去するフィルタ、および１または複数の材料の流れから粒子を生成する反応器を含むシステムを提供する。粒子は炭素粒子を含んでもよい。炭素粒子はカーボンブラックを含んでもよい。粒子は約０．３％未満の硫黄を含んでもよい。粒子は、約５０百万分率（ｐｐｍ）未満の硫黄を含んでもよい。粒子は、約１０ｐｐｍ未満の硫黄を含んでもよい。粒子は、約５ｐｐｍ未満の硫黄を含んでもよい。粒子は、約１ｐｐｍ未満の硫黄を含んでもよい。１または複数の材料の流れが原料流を含んでいてもよく、フィルタが原料流から硫黄不純物を除去し得る。フィルタは、原料注入器に連結されてもよい。フィルタは、原料注入器の入口に連結されてもよい。粒子は、約１５平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）以上の窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）を有していてもよく、約５重量ｐｐｍ未満の硫黄を含んでもよい。熱発生器はプラズマ発生器であってもよい。
本開示はまた、例えば、ラジエーターホース、自動車用押出成形品、中電圧電力ケーブルのケーブルフラッディング／絶縁、またはシールであるポリマー製品であって、（ａ）純度が約０．０５％未満の灰、および約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはその組み合わせ；約３．０ナノメートル（ｎｍ）より大きい格子定数（Ｌｃ）；グラファイトの００２ピークの格子間隔（ｄ００２）が約０．３５ｎｍ未満；（ｂ）炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下のフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収；（ｃ）約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積；および、純度が約０．０５％未満の灰、約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはそれらの組み合わせ、または（ｄ）窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）が１グラム当たり約１５平方メートル（ｍ２／ｇ）以上で、硫黄が約５ｐｐｍ未満を有する炭素粒子を含むポリマー製品を提供する。ＤＢＰはＣＤＢＰの約１．１倍以下であってもよい。炭素粒子は、約１重量ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを含むことができる。炭素粒子は、約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約７０ｍｌ／１００ｇから約１２０ｍｌ／１００ｇの構造を有していてもよく、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較すると、（ｉ）加工性の向上または改善、（ｉｉ）成形性の向上または改善、（ｉｉｉ）電気抵抗率の増加、（ｉｖ）分散の強化または改善、（ｖ）押出の強化または改善、および／または（ｖｉ）生強度の増加を有していてもよい。Ｎ２ＳＡは、約１５ｍ２／ｇから約２０ｍ２／ｇであってもよく、構造は、約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇであってもよい。ポリマー製品はラジエーターホースである場合がある。炭素粒子は、約１７ｍ２／ｇから約５１ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約１０８ｍｌ／１００ｇから約１３３ｍｌ／１００ｇの構造を有していてもよく、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較すると、（ｉ）表面の欠陥／欠陥の減少、（ｉｉ）虹色の減少、（ｉｉｉ）寸法安定性の向上または改善、（ｉｖ）分散の向上または改善、（ｖ）押出特性の向上または改善、（ｖ）押出平滑性の向上または改善、および／または（ｖｉ）生強度の向上を有し得る。Ｎ２ＳＡは、約２０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇであり得、構造は、約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇであり得る。ポリマー製品は自動車の押出成形品であってもよい。炭素粒子は、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約１１１ｍｌ／１００ｇ以上の構造を有していてもよく、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較すると、（ｉ）加工性の向上または改善、（ｉｉ）剥離の向上または改善、（ｉｉｉ）清浄度の向上、（ｉｖ）導電率の向上、（ｖ）分散の向上または改善、および／または（ｖｉ）ケーブル寿命の向上または改善を有し得る。Ｎ２ＳＡは約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇであり得、構造は約１５０ｍｌ／１００ｇ以上であり得る。ポリマー製品は、中電圧電力ケーブルのケーブルフラッディング／絶縁物である可能性がある。炭素粒子は、約２ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約３３ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇの構造を有していてもよく、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較して、（ｉ）熱熟成物理特性の向上または改善、および／または（ｉｉ）屈曲サイクルおよび亀裂発生に対する耐性によって測定される動的能力の向上または改善を有し得る。Ｎ２ＳＡは、約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇであり得、構造は、約４５ｍｌ／１００ｇから約９５ｍｌ／１００ｇであり得る。ポリマー製品はシールであってもよい。ポリマー製品はＥＰＤＭゴムを含んでもよい。炭素粒子は、約０．４％以下の酸素を含んでもよい。炭素粒子は、約９９％以上の炭素を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４％未満の水素を含んでもよい。炭素粒子は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有し得る。相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である場合がある。炭素粒子は、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有し得る。ＷＳＰは約５ｍＪ／ｍ２未満である場合がある。炭素粒子は約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有し得る。
本開示はまた、例えば、成形されるポリマー製品であって、（ａ）純度が約０．０５％未満の灰、および約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはその組み合わせ；約３．０ナノメートル（ｎｍ）より大きい格子定数（Ｌｃ）；グラファイトの００２ピークの格子間隔（ｄ００２）が約０．３５ｎｍ未満；（ｂ）炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下のフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収；（ｃ）約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積；および、純度が約０．０５％未満の灰、約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはそれらの組み合わせ、または（ｄ）窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）が１グラム当たり約１５平方メートル（ｍ２／ｇ）以上で、硫黄が約５ｐｐｍ未満を有する炭素粒子を含むポリマー製品を提供する。炭素粒子は、約２ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約３３ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇの構造を有していてもよく、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較して、（ｉ）強化されたまたは改善された金型流動性、（ｉｉ）長い金型寿命、（ｉｉｉ）研磨化合物の量の減少、（ｉｖ）動的環境での長い寿命、（ｖ）亀裂の発生が少ないこと、および／または（ｖｉ）破損が少ないことを有し得る。Ｎ２ＳＡは、約２２ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇであり得、構造は、約４２ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇであり得る。炭素粒子は、約０．４％以下の酸素を含んでもよい。炭素粒子は、約９９％以上の炭素を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４％未満の水素を含んでもよい。炭素粒子は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有し得る。相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である場合がある。炭素粒子は、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有し得る。ＷＳＰは約５ｍＪ／ｍ２未満である場合がある。炭素粒子は約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有し得る。
本開示はまた、例えば、ラジエーターホース、自動車用押出成形品、中電圧電力ケーブルのケーブルフラッディング／絶縁、またはシールであるポリマー製品であって、３．０ｎｍを超えるＬｃの炭素粒子を含むポリマー製品を提供する。炭素粒子は、約０．３重量％未満の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約０．１重量％未満の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約５０重量ｐｐｍ未満の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約１０重量ｐｐｍ以下の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約１重量ｐｐｍ未満の硫黄を含んでもよい。炭素粒子は、約０．０３重量％以下の灰を含んでもよい。炭素粒子は、約０．０１重量％以下の灰を含んでもよい。炭素粒子は、約５重量ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを含んでもよい。ＤＢＰとＣＤＢＰの比は、参照カーボンブラックのＤＢＰとＣＤＢＰの比の約９５％以下であり得る。Ｌｃは約４ｎｍより大きくてもよい。炭素粒子はカーボンブラック粒子であってもよい。炭素粒子は、約０．３５ｎｍ未満のｄ００２を有し得る。炭素粒子は、約０．４重量％以下の酸素を含んでもよい。炭素粒子は、約０．４重量％未満の水素を含んでもよい。炭素粒子は炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有し得る。相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性は、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水であることがある。炭素粒子は、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有し得る。ＷＳＰは約５ｍＪ／ｍ２未満である場合がある。炭素粒子は、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有し得る。ポリマー製品はＥＰＤＭゴムを含んでもよい。
これらおよび追加の実施形態について、以下でさらに説明する。
本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。本発明の特徴および利点のより良い理解は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明、および添付の図面（本明細書では「Ｆｉｇ（図）」や「Ｆｉｇｓ（図）」とも）を参照することによって得られる。
本明細書に示される詳細は、例としてのものであり、本発明の様々な実施形態の例示的な説明のみを目的とするものであり、本発明の原理および概念的側面の最も有用かつ容易に理解される説明であると考えられるものを提供するという理由で提示されている。これに関して、本発明の基本的な理解に必要なものよりも詳細に本発明の詳細を示す試みは行われず、本発明のいくつかの形態が実際にどのように具体化され得るかは当業者に明らかになる。
ここで、より詳細な実施形態を参照することにより、本発明を説明する。しかし、本発明は、異なる形態で実施されてもよく、本明細書に記載された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が徹底的かつ完全であり、本発明の範囲を当業者に完全に伝えるように提供されている。
特に定義がない限り、本明細書で使用されるすべての専門用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書の本発明の説明で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。本発明の説明および添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数形も含むことを意図している。本明細書で言及されたすべての刊行物、特許出願、特許、および他の参考文献は、その全体が参考として明示的に援用される。
特に明記しない限り、本明細書および特許請求の範囲で使用される成分の量、反応条件などを表すすべての数字は、「約」という用語によってすべての場合に変更されると理解されるべきである。したがって、反対に示されない限り、以下の明細書および添付の特許請求の範囲に示される数値パラメータは、本発明によって得られることが求められる所望の特性に応じて変わり得る近似値である。少なくとも、各数値パラメータは、特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、有効桁数と通常の丸めのアプローチに照らして解釈されるべきである。
本発明の広い範囲を説明する数値範囲およびパラメータは近似値であるにもかかわらず、特定の実施例に記載されている数値は可能な限り正確に報告されている。ただし、いずれの数値にも、それぞれのテスト測定で見つかった標準偏差から必然的に生じる特定の過誤が、本質的に含まれている。本明細書を通して与えられるすべての数値範囲は、そのようなより狭い数値範囲がすべて本明細書で明示的に書かれているかのように、そのようなより広い数値範囲内に入るより狭い数値範囲をすべて含む。
本発明のさらなる利点は、一部は以下の説明に記載され、一部はその説明から明らかであるか、本発明の実施により知ることができる。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は例示的および説明的なものにすぎず、特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではないことを理解されたい。本発明の異なる態様は、個別に、集合的に、または互いに組み合わせて理解できることを理解されたい。
本開示は、化学変化に影響を及ぼすためのシステムおよび方法を提供する。本明細書で説明されるシステムおよび方法は、電気エネルギーを使用して化学変化に影響を与え得る。そのような化学的変化に影響を及ぼすことは、本開示のシステムおよび方法を使用して粒子（例えば、カーボンブラックなどの炭素粒子）を作成することを含み得る。本書に記載されている化学変化は、炭化水素含有材料を炭素粒子（例えば、カーボンブラック）に変換するために使用される原材料に関連しない、または密接に繋がってはいないエネルギーを使用して、（例えば主に、実質的に、全体的に、または少なくとも部分的に）影響を受ける可能性がある。本明細書のシステムおよび方法を使用して実施されるプロセスは、生態学的および効率の観点から非常に有望である可能性がある。例えば、カーボンブラックの場合、本明細書に記載のプロセスは、既存のファーネスプロセスよりも約１０分の１から約５分の１少ないＣＯ２を放出する可能性がある。本書で説明するプロセスはクリーンなものであり、生成されるカーボンブラック１トンごとに数十キログラムのＮＯｘとＳＯｘを伴うファーネスプロセスのＣＯ２数トンに比べて、局所的なゼロに近いＣＯ２とＳＯｘを放出し得る。本明細書のシステムおよび方法は、既存のファーネスプロセスに取って代わり、気体または液体燃料を固体炭素に変換する（例えば、固体炭素および水素）ための、より効率的でコスト削減および／または汚染の少ないプロセスを提供し得る。
本開示の炭素粒子は、一次粒子（本明細書では「炭素一次粒子」とも称される）であってもよい。本開示の炭素粒子は、凝集体であってもよい（本明細書では「炭素粒子凝集体」や「粒子凝集体」とも称される）。凝集体は、２つ以上（例えば、複数）の一次粒子を含み得る。炭素粒子という用語は、一次粒子、凝集体、または両方を示し得る（例えば、一次粒子と凝集体が両方とも粒子）。本明細書で使用される粒子という用語は、大きな粒子汚染の文脈で使用されない限り、炭素粒子を示し得る。１または複数の凝集体が凝集体（本明細書では「炭素粒子凝集体」および「粒子凝集体」とも）を形成し得る。凝集体は、ファンデルワールス力によって一緒に保持／維持された凝集体を含んでもよい。炭素粒子という用語は、凝集体という用語と交換可能に使用でき、またはいくつかの文脈では、凝集体を示すために使用できる。本明細書の炭素粒子のいずれかの説明は、少なくともいくつかの構成では炭素粒子凝集体に等しく適用されることがあり、逆もまた同様である（例えば、脱気に関して）。
本開示の炭素粒子は、微粒子を含み得る。微粒子は、少なくとも１つの寸法が１００ナノメートル（ｎｍ）未満の粒子である。微粒子は、走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡を介して最大寸法で測定した場合の平均サイズが約５マイクロメートル（ミクロン）より小さい粒子（例えば、凝集体）であり得る。微粒子は、体積等価球が（例えば、約）１ミクロンから（例えば、約）５ミクロンの直径（例えば、「等価球直径」および「体積等価球直径」）を有する粒子であり得る（例えば、液体の変位が、粒子当たり１ミクロンから５ミクロンの球に相当する）。微粒子は、ＤＬＳによって判定されるサイズ（例えば、流体力学的直径）が（例えば、約）２ミクロンから（例えば、約）１０ミクロンであり得る粒子であり得る。炭素粒子は、球形および／または楕円形の微細な炭素粒子を含んでもよい。球形または楕円形の粒子は、単一の粒子を意味する場合があり、ブドウの房または房状のものと類似した方法で互いにくっついている複数の粒子を意味する場合もある。カーボンブラックは、このタイプの微細な炭素粒子の例となり得る。炭素粒子は、少数の層グラフェン（ＦＬＧ）を含み得る。これは、グラフェンの２つ以上の層を有し、平坦または実質的に平坦であると最も良く説明される形状を有する粒子を含み得る。炭素粒子は、実質的に円盤状であってもよい。炭素粒子は、カーボンナノ粒子を含み得る。カーボンナノ粒子は、例えば、９０％以上の炭素であり、（例えば約）５平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）、１０ｍ２／ｇまたは１５ｍ２／ｇより大きい表面積を有し、それに相当する体積の球体が、（例えば約）１ミクロン未満である（例えば、液体の変位は、粒子当たり１ミクロン以下の球体に相当する）直径を有する任意の粒子を含んでいてよい。カーボンナノ粒子は、例えば、９０％以上の炭素であり、（例えば約）５平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）、１０ｍ２／ｇまたは１５ｍ２／ｇより大きい表面積を有し、それに対してＤＬＳによって判定されるサイズ（例えば、流体力学的直径）が、（例えば、約）２ミクロン未満であり得る任意の粒子を含んでいてよい。これは、非限定的な例として、針、チューブ、プレート、ディスク、ボウル、コーン、集合ディスク、少数層グラフェン（ＦＬＧ）、楕円、集合楕円、球、および集合球（例えば、カーボンブラック）を含む多くの異なる形状が含むことができる。カーボンナノ粒子はまた、これらの粒子形状を複数含んでもよい。カーボンナノ粒子は、これらの粒子形状のうちの１または複数を別々に含んでもよい（例えば、第１の離散一次粒子は第１の（一次）粒子形状を有し、第２の離散一次粒子は第２の（一次）粒子形状）を有してもよく、それは第１の（一次）粒子形状および／または１つの離散一次粒子または凝集体と異なる（例えば、所与の離散一次粒子は、そのような粒子形状の組み合わせを有し得る）。例えば、カーボンナノ粒子は、複数のこれらの粒子形状を別々に、および１つの別個の粒子（例えば、一次粒子または凝集体）内に含んでもよい。カーボンナノ粒子の任意の所与のサンプルに含まれる粒子の少なくとも９０％は、カーボンナノ粒子のこの定義の範囲内に収まり得る。
本明細書のシステムおよび方法を使用して、改善された粒子（例えば、改善されたカーボンブラック粒子などの改善された炭素粒子）を生成することができる。そのような粒子は、本明細書では主に炭素粒子に関してまたは炭素粒子の文脈で説明され得るが、本開示の粒子は他のタイプの粒子を含み得る。本明細書に記載される炭素粒子は、例えば、塗料、コーティング、インク、および／またはタイヤ用のエラストマー複合体（例えば、ポリマーの充填剤として）に有利に使用することができる。本明細書に記載される炭素粒子は、本明細書の他の箇所でより詳細に記載されるように、例えば、工業用ゴムおよび／またはプラスチック用途に有利に使用され得る。例えば、本明細書に記載の炭素粒子は、ゴムおよび／またはプラスチック製品の充填剤として有利に使用することができる。炭素粒子は、例えば、カーボンブラック粒子を含んでもよい。炭素粒子は、炭素質顔料／着色剤を含んでもよい。
本開示の１または複数の炭素粒子（例えば、改善された１または複数の炭素粒子、例えば改善された１または複数のカーボンブラック粒子）は、一連の特性を有し得る。本開示の１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載される特性の組み合わせを有し得る。いくつかの例では、粒子（例えば、カーボンブラック）は、（例えば、一段階プロセスで）作製された本明細書に記載の特性の１または複数（例えば、すべて）を有し得る。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、所定の形状を備える場合がある。粒子は、所与の楕円体因子（本明細書では「楕円体因子」も）を有し得る。楕円因子は、長さに対して９０度の角度で描かれた線で画定される、楕円の幅で割った楕円の最長寸法の長さであり得る。ファーネスブラックの一次粒子の楕円率は、通常１．０〜１．３である。いくつかの例では、本明細書に記載の粒子は、楕円体因子が１．３より大きくなるように、より楕円体の形状を有していてもよい。楕円体因子は、例えば、約１以上、１．０５、１．１、１．１５、１．２、１．２５、１．３、１．３５、１．４、１．４５、１．５、１．５５、１．６、１．６５、１．７、１．７５、１．８、１．８５、１．９、１．９５、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９または３以上であってもよい。代替的または追加的に、楕円体因子は、例えば、約３、２．９、２．８、２．７、２．６、２．５、２．４、２．３、２．２、２．１、２、１．９５、１．９、１．８５、１．８、１．７５、１．７、１．６５、１．６、１．５５、１．５、１．４５、１．４、１．３５、１．３、１．２５、１．２、１．１５、１．１、１．０５または１以下であってもよい。炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような形状を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、特定の１または複数のサイズまたは特定のサイズ分布を有している場合がある。炭素粒子は、例えば、約１ミクロンまたは７００ｎｍ未満の体積相当球径であり得る。体積相当球径（例えば、ＴＥＭヒストグラムから１または複数の粒子／凝集体の体積を判定することにより得られる）は、例えば、約５ミクロン（μｍ）、４．５μｍ、４μｍ、３．５μｍ、３μｍ、２．５μｍ、２．４μｍ、２．３μｍ、２．２μｍ、２．１μｍ、２μｍ、１．９μｍ、１．８μｍ、１．７μｍ、１．６μｍ、１．５μｍ、１．４μｍ、１．３μｍ、１．２μｍ、１．１μｍ、１μｍ、０．９５μｍ、０．９μｍ、０．８５μｍ、０．８μｍ、０．７５μｍ、０．７μｍ、０．６５μｍ、０．６μｍ、０．５５μｍ、０．５μｍ、０．４５μｍ、０．４μｍ、０．３５μｍ、０．３μｍ、０．２５μｍ、０．２μｍ、０．１５μｍ、０．１μｍ、９０ナノメートル（ｎｍ）、８０ｎｍ、７０ｎｍ、６０ｎｍ、５０ｎｍ、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍまたは５ｎｍ以下であり得る。代替的に、または追加的に、体積相当球径（例えば、ＴＥＭヒストグラムから１または複数の粒子／凝集体の体積を判定することにより得られる）は、例えば、約５ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、６０ｎｍ、７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、０．１μｍ、０．１５μｍ、０．２μｍ、０．２５μｍ、０．３μｍ、０．３５μｍ、０．４μｍ、０．４５μｍ、０．５μｍ、０．５５μｍ、０．６μｍ、０．６５μｍ、０．７μｍ、０．７５μｍ、０．８μｍ、０．８５μｍ、０．９μｍ、１μｍ、１．２μｍ、１．３μｍ、１．４μｍ、１．５μｍ、１．６μｍ、１．７μｍ、１．８μｍ、１．９μｍ、２μｍ、２．１μｍ、２．２μｍ、２．３μｍ、２．４μｍ、２．５μｍ、３μｍ、３．５μｍ、４μｍ、４．５μｍ、５μｍ以上であり得る。粒度は、例えば、動的光散乱（ＤＬＳ）を使用して分析できる。ＤＬＳが提供するサイズ測定は、ＴＥＭが提供するサイズ測定と異なる場合がある。ＴＥＭによるサイズ測定は、球相当直径の体積である場合がある。ＤＬＳによるサイズ測定は、流体力学的直径である場合がある。ＤＬＳは、流体力学的半径に基づいて粒度を測定するために使用できる。これは、粒子が無限に高速で回転している場合に切り出された半径に対応し得る。Ｚ平均粒度は、粒子の流体力学的直径である場合がある。Ｚ平均粒度は、３次元（流体力学的直径）の凝集体（例えば、粒子凝集体）の最大直径である場合がある。ＤＬＳ分析は、強度および／または体積基準の粒度分布を提供する場合がある。例えば、ＤＬＳを使用して、強度測定基準のサイズを提供できる。強度基準のサイズは、体積基準のサイズよりも小さい場合がある。体積によるサイズは、場合によっては、強度基準のサイズの測定に基づいている場合がある。サイズ（例えば、強度基準の、および／または体積基準の）は、例えば、約５ｎｍ、１０ｎｍ、１５ｎｍ、２０ｎｍ、２５ｎｍ、３０ｎｍ、３５ｎｍ、４０ｎｍ、４５ｎｍ、５０ｎｍ、７５ｎｍ、１００ｎｍ、１０５ｎｍ、１１０ｎｍ、１１３ｎｍ、１１５ｎｍ、１２０ｎｍ、１２５ｎｍ、１５０ｎｍ、１７５ｎｍ、２００ｎｍ、２０５ｎｍ、２１０ｎｍ、２１３ｎｍ、２１６ｎｍ、２２０ｎｍ、２２５ｎｍ、２３０ｎｍ、２３５ｎｍ、２４０ｎｍ、２４５ｎｍ、２４７ｎｍ、２５０ｎｍ、２５５ｎｍ、２６０ｎｍ、２６５ｎｍ、２７０ｎｍ、２７５ｎｍ、２８０ｎｍ、２８１ｎｍ、２８５ｎｍ、２９０ｎｍ、２９５ｎｍ、３００ｎｍ、３０３ｎｍ、３０５ｎｍ、３１０ｎｍ、３１２ｎｍ、３１５ｎｍ、３２０ｎｍ、３２３ｎｍ、３２５ｎｍ、３２８ｎｍ、３３０ｎｍ、３３２ｎｍ、３３３ｎｍ、３３５ｎｍ、３４０ｎｍ、３４５ｎｍ、３５０ｎｍ、３５５ｎｍ、３６０ｎｍ、３７０ｎｍ、３８０ｎｍ、３９０ｎｍ、４０３ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍ、６５０ｎｍ、７００ｎｍ、７５０ｎｍ、８００ｎｍ、８５０ｎｍ、９００ｎｍ、９５０ｎｍ、１０００ｎｍ、１５００ｎｍ、２０００ｎｍ、２５００ｎｍ、３０００ｎｍ、３５００ｎｍ、４０００ｎｍ、４５００ｎｍ、５０００ｎｍ、５５００ｎｍ、６０００ｎｍ、６５００ｎｍ、７０００ｎｍ、７５００ｎｍ、８０００ｎｍ、８５００ｎｍ、９０００ｎｍ、９５００ｎｍまたは１０μｍ以上であってもよい。代替的または追加的に、サイズ（例えば、強度基準のおよび／または体積基準の）は、例えば、約１０μｍ、９５００ｎｍ、９０００ｎｍ、８５００ｎｍ、８０００ｎｍ、７５００ｎｍ、７０００ｎｍ、６５００ｎｍ、６０００ｎｍ、５５００ｎｍ、５０００ｎｍ、４５００ｎｍ、４０００ｎｍ、３５００ｎｍ、３０００ｎｍ、２５００ｎｍ、２０００ｎｍ、１５００ｎｍ、１０００ｎｍ、９５０ｎｍ、９００ｎｍ、８５０ｎｍ、８００ｎｍ、７５０ｎｍ、７００ｎｍ、６５０ｎｍ、５５０ｎｍ、５００ｎｍ、４９０ｎｍ、４８０ｎｍ、４７０ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ、４４０ｎｍ、４３０ｎｍ、４２０ｎｍ、４１０ｎｍ、４０３ｎｍ、３９０ｎｍ、３８０ｎｍ、３７０ｎｍ、３６０ｎｍ、３５５ｎｍ、３５０ｎｍ、３４５ｎｍ、３４０ｎｍ、３３５ｎｍ、３３３ｎｍ、３３２ｎｍ、３３０ｎｍ、３２８ｎｍ、３２５ｎｍ、３２３ｎｍ、３２０ｎｍ、３１５ｎｍ、３１２ｎｍ、３１０ｎｍ、３０５ｎｍ、３０３ｎｍ、３００ｎｍ、２９５ｎｍ、２９０ｎｍ、２８５ｎｍ、２８１ｎｍ、２８０ｎｍ、２７５ｎｍ、２７０ｎｍ、２６５ｎｍ、２６０ｎｍ、２５５ｎｍ、２５０ｎｍ、２４７ｎｍ、２４５ｎｍ、２４０ｎｍ、２３５ｎｍ、２３０ｎｍ、２２５ｎｍ、２２０ｎｍ、２１６ｎｍ、２１３ｎｍ、２１０ｎｍ、２０５ｎｍ、２００ｎｍ、１７５ｎｍ、１５０ｎｍ、１２５ｎｍ、１２０ｎｍ、１１５ｎｍ、１１３ｎｍ、１１０ｎｍ、１０５ｎｍ、１００ｎｍ、７５ｎｍ、５０ｎｍ、４５ｎｍ、４０ｎｍ、３５ｎｍ、３０ｎｍ、２５ｎｍ、２０ｎｍ、１５ｎｍ、１０ｎｍ、または５ｎｍ以下であってもよい。粒子は、ＤＬＳ分析により提供される１または複数の多分散指数と組み合わせて、そのようなサイズを有し得る。ポリ分散指数は、例えば、約０、０．００５、０．０１０、０．０２５、０．０５０、０．０７５、０．１００、０．１２０、０．１４０、０．１６０、０．１８０、０．２００、０．２０５、０．２１１、０．２１５、０．２２１、０．２２５、０．２３０、０．２３４、０．２４０、０．２４５、０．２５０、０．２７５、０．３、０．３５、０．４、０．４５または０．５以上であってもよい。代替的または追加的に、ポリ分散指数は、例えば、約０．５、０．４５、０．４、０．３５、０．３、０．２７５、０．２５０、０．２４５、０．２４０、０．２３４、０．２３０、０．２２５、０．２２１、０．２１５、０．２１１、０．２０５、０．２００、０．１８０、０．１６０、０．１４０、０．１２０、０．１００、０．０７５、０．０５０、０．０２５、０．０１０または０．００５以下であってもよい。いくつかの例において、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）と実質的に同じ粒度分布を有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、参照炭素粒子（参照カーボンブラックなど）よりも低い（例えば、少なくとも約１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または９９％低い）ポリ分散インデックスを有することができ、参照カーボン粒子よりも密な凝集体サイズ分布に対応する。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、参照炭素粒子（参照カーボンブラックなど）よりも高い（例えば、少なくとも約１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９５％または９９％高い）ポリ分散インデックスを有することができ、参照カーボン粒子よりも広い凝集体サイズ分布に対応する。例では、約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ（例えば、約３１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ）を有する本開示による炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２１６ｎｍの強度基準のサイズ、約３２８ｎｍの体積基準のサイズ、および約０．２１１の多分散指数を有する。別の例では、約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ（例えば、約３３ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ）を有する本開示による炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２６５ｎｍの強度基準のサイズ、約４０３ｎｍの体積基準のサイズ、および約０．２２１の多分散指数を有し得る。炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのようなサイズを有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の密度を備える場合がある。密度は真密度である場合がある。真密度は、例えばヘリウム（Ｈｅ）比重瓶で測定できる。真密度は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ７８５４（例えば、ＡＳＴＭ Ｄ７８５４−１６）に従って測定することができる。いくつかの例では、本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、（例えば、約）２．１ｇ／ｃｍ３以上の真密度を有し得る。ファーネスブラックの真密度は、通常１．８〜１．９ｇ／ｃｍ３である。本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）の真密度は、例えば、約１．５ｇ／ｃｍ３、１．６ｇ／ｃｍ３、１．７ｇ／ｃｍ３、１．７５ｇ／ｃｍ３、１．８ｇ／ｃｍ３、１．８５ｇ／ｃｍ３、１．９ｇ／ｃｍ３、１．９５ｇ／ｃｍ３、２ｇ／ｃｍ３、２．０５ｇ／ｃｍ３、２．１ｇ／ｃｍ３、２．１５ｇ／ｃｍ３、２．２ｇ／ｃｍ３、２．２５ｇ／ｃｍ３、２．３ｇ／ｃｍ３、２．３５ｇ／ｃｍ３、２．４ｇ／ｃｍ３、２．４５ｇ／ｃｍ３、２．５ｇ／ｃｍ３、２．６ｇ／ｃｍ３、２．７ｇ／ｃｍ３、２．８ｇ／ｃｍ３、２．９ｇ／ｃｍ３または３ｇ／ｃｍ３以上であってもよい。代替的または追加的に、本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）の真密度は、例えば、約３ｇ／ｃｍ３、２．９ｇ／ｃｍ３、２．８ｇ／ｃｍ３、２．７ｇ／ｃｍ３、２．６ｇ／ｃｍ３、２．５ｇ／ｃｍ３、２．４５ｇ／ｃｍ３、２．４ｇ／ｃｍ３、２．３５ｇ／ｃｍ３、２．３ｇ／ｃｍ３、２．２５ｇ／ｃｍ３、２．２ｇ／ｃｍ３、２．１５ｇ／ｃｍ３、２．１ｇ／ｃｍ３、２．０５ｇ／ｃｍ３、２ｇ／ｃｍ３、１．９５ｇ／ｃｍ３、１．９ｇ／ｃｍ３、１．８５ｇ／ｃｍ３、１．８ｇ／ｃｍ３、１．７５ｇ／ｃｍ３、１．７ｇ／ｃｍ３、１．６ｇ／ｃｍ３または１．５ｇ／ｃｍ３、またはそれ以下であってもよい。本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）の真密度は、参照炭素粒子（参照カーボンブラックなど）の真密度より、例えば約０％、１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または１００％以上大きくてもよい。代替的または追加的に、本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）の真密度は、参照炭素粒子（参照カーボンブラックなど）の真密度より、例えば、約１００％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％または１％以下であってもよい。いくつかの例において、１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、ファーネスブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と比較して、そのようなより大きな真密度を有し得る。炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような真密度を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の結晶化度を有していてもよい。結晶化度は、Ｌａおよび／またはＬｃで表すことができる。ここで、Ｌａは、粉末回折Ｘ線結晶学で測定したグラファイト結晶のａｂ面の結晶ドメインのサイズであり、Ｌｃはグラフェンシートの厚さまたはカーボン一次粒子内（例えば、カーボンブラック一次粒子内）のグラファイトドメインのｃ軸の長さである。炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）の結晶化度は、例えば、Ｘ線結晶回折測定（ＸＲＤ）を介して測定され得る。ＸＲＤは、（例えばカーボンブラックの）粉末ＸＲＤ分析などであり得る。例えば、Ｃｕ Ｋアルファ放射線は、４０ｋＶ（キロボルト）の電圧および４４ｍＡ（ミリアンペア）の電流で使用され得る。スキャンレートは、２シータが１２〜９０度の場合、１．３度／分であってよい。グラファイトの００２ピークは、シェラーの方程式を使用して分析し、Ｌｃ（格子定数（本明細書では「結晶化度」）とも）およびｄ００２（グラファイトの００２ピークの格子間隔）の値を取得できる。Ｌｃ値が大きいほど、結晶化度が高くなり得る。より小さな格子間隔（ｄ００２）値は、より高い結晶化度またはよりグラファイトに似た格子構造に対応し得る。例えば０．３６ｎｍ以上の大きな格子間隔（ｄ００２）は、ターボ層状炭素（例えば、ファーネスプロセスで生成されたカーボンブラックサンプルで一般的）を示し得る。いくつかの例では、結晶化度は、ＬａまたはＬｃに関して約１ｎｍより大きく、約４ｎｍより大きく、または約３ｎｍから約２０ｎｍであり得る。Ｌａおよび／またはＬｃは、例えば、約０．１ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍ、１．１ｎｍ、１．２ｎｍ、１．３ｎｍ、１．４ｎｍ、１．５ｎｍ、１．６ｎｍ、１．７ｎｍ、１．８ｎｍ、１．９ｎｍ、２ｎｍ、２．１ｎｍ、２．２ｎｍ、２．３ｎｍ、２．４ｎｍ、２．５ｎｍ、２．６ｎｍ、２．７ｎｍ、２．８ｎｍ、２．９ｎｍ、３ｎｍ、３．１ｎｍ、３．２ｎｍ、３．３ｎｍ、３．４ｎｍ、３．５ｎｍ、４ｎｍ、４．５ｎｍ、５ｎｍ、５．５ｎｍ、６ｎｍ、６．１ｎｍ、６．２ｎｍ、６．３ｎｍ、６．４ｎｍ、６．５ｎｍ、６．６ｎｍ、６．７ｎｍ、６．８ｎｍ、６．９ｎｍ、７ｎｍ、７．１ｎｍ、７．２ｎｍ、７．３ｎｍ、７．４ｎｍ、７．５ｎｍ、７．６ｎｍ、７．７ｎｍ、７．８ｎｍ、７．９ｎｍ、８ｎｍ、８．１ｎｍ、８．２ｎｍ、８．３ｎｍ、８．４ｎｍ、８．５ｎｍ、８．６ｎｍ、８．７ｎｍ、８．８ｎｍ、８．９ｎｍ、９ｎｍ、９．１ｎｍ、９．２ｎｍ、９．３ｎｍ、９．４ｎｍ、９．５ｎｍ、９．６ｎｍ、９．７ｎｍ、９．８ｎｍ、９．９ｎｍ、１０ｎｍ、１０．１ｎｍ、１０．２ｎｍ、１０．３ｎｍ、１０．４ｎｍ、１０．５ｎｍ、１０．６ｎｍ、１０．７ｎｍ、１０．８ｎｍ、１０．９ｎｍ、１１ｎｍ、１１．１ｎｍ、１１．２ｎｍ、１１．３ｎｍ、１１．４ｎｍ、１１．５ｎｍ、１１．６ｎｍ、１１．７ｎｍ、１１．８ｎｍ、１１．９ｎｍ、１２ｎｍ、１２．１ｎｍ、１２．２ｎｍ、１２．３ｎｍ、１２．４ｎｍ、１２．５ｎｍ、１２．６ｎｍ、１２．７ｎｍ、１２．８ｎｍ、１２．９ｎｍ、１３ｎｍ、１３．１ｎｍ、１３．２ｎｍ、１３．３ｎｍ、１３．４ｎｍ、１３．５ｎｍ、１３．６ｎｍ、１３．７ｎｍ、１３．８ｎｍ、１３．９ｎｍ、１４ｎｍ、１４．５ｎｍ、１５ｎｍ、１５．５ｎｍ、１６ｎｍ、１６．５ｎｍ、１７ｎｍ、１７．５ｎｍ、１８ｎｍ、１８．５ｎｍ、１９ｎｍ、１９．５ｎｍまたは２０ｎｍ以上であってもよい。代替的または追加的に、Ｌａおよび／またはＬｃは、例えば、約２０ｎｍ、１９．５ｎｍ、１９ｎｍ、１８．５ｎｍ、１８ｎｍ、１７．５ｎｍ、１７ｎｍ、１６．５ｎｍ、１６ｎｍ、１５．５ｎｍ、１５ｎｍ、１４．５ｎｍ、１４ｎｍ、１３．９ｎｍ、１３．８ｎｍ、１３．７ｎｍ、１３．６ｎｍ、１３．５ｎｍ、１３．４ｎｍ、１３．３ｎｍ、１３．２ｎｍ、１３．１ｎｍ、１３ｎｍ、１２．９ｎｍ、１２．８ｎｍ、１２．７ｎｍ、１２．６ｎｍ、１２．５ｎｍ、１２．４ｎｍ、１２．３ｎｍ、１２．２ｎｍ、１２．１ｎｍ、１２ｎｍ、１１．９ｎｍ、１１．８ｎｍ、１１．７ｎｍ、１１．６ｎｍ、１１．５ｎｍ、１１．４ｎｍ、１１．３ｎｍ、１１．２ｎｍ、１１．１ｎｍ、１１ｎｍ、１０．９ｎｍ、１０．８ｎｍ、１０．７ｎｍ、１０．６ｎｍ、１０．５ｎｍ、１０．４ｎｍ、１０．３ｎｍ、１０．２ｎｍ、１０．１ｎｍ、１０ｎｍ、９．９ｎｍ、９．８ｎｍ、９．７ｎｍ、９．６ｎｍ、９．５ｎｍ、９．４ｎｍ、９．３ｎｍ、９．２ｎｍ、９．１ｎｍ、９ｎｍ、８．９ｎｍ、８．８ｎｍ、８．７ｎｍ、８．６ｎｍ、８．５ｎｍ、８．４ｎｍ、８．３ｎｍ、８．２ｎｍ、８．１ｎｍ、８ｎｍ、７．９ｎｍ、７．８ｎｍ、７．７ｎｍ、７．６ｎｍ、７．５ｎｍ、７．４ｎｍ、７．３ｎｍ、７．２ｎｍ、７．１ｎｍ、７ｎｍ、６．９ｎｍ、６．８ｎｍ、６．７ｎｍ、６．６ｎｍ、６．５ｎｍ、６．４ｎｍ、６．３ｎｍ、６．２ｎｍ、６．１ｎｍ、６ｎｍ、５．５ｎｍ、５ｎｍ、４．５ｎｍ、４ｎｍ、３．５ｎｍ、３．４ｎ２．７ｎｍ、ｍ、３．３ｎｍ、３．２ｎｍ、３．１ｎｍ、３ｎｍ、２．９ｎｍ、２．８ｎｍ、２．６ｎｍ、２．５ｎｍ、２．４ｎｍ、２．３ｎｍ、２．２ｎｍ、２．１ｎｍ、２ｎｍ、１．９ｎｍ、１．８ｎｍ、１．７ｎｍ、１．６ｎｍまたは１．５ｎｍ以下であってもよい。ｄ００２は、例えば、約０．５ｎｍ、０．４９ｎｍ、０．４８ｎｍ、０．４７ｎｍ、０．４６ｎｍ、０．４５ｎｍ、０．４４ｎｍ、０．４３ｎｍ、０．４２ｎｍ、０．４１ｎｍ、０．４ｎｍ、０．３９５ｎｍ、０．３９ｎｍ、０．３８５ｎｍ、０．３８ｎｍ、０．３７５ｎｍ、０．３７ｎｍ、０．３６９ｎｍ、０．３６８ｎｍ、０．３６７ｎｍ、０．３６６ｎｍ、０．３６５ｎｍ、０．３６４ｎｍ、０．３６３ｎｍ、０．３６２ｎｍ、０．３６１ｎｍ、０．３６０ｎｍ、０．３５９ｎｍ、０．３５８ｎｍ、０．３５７ｎｍ、０．３５６ｎｍ、０．３５５ｎｍ、０．３５４ｎｍ、０．３５３ｎｍ、０．３５２ｎｍ、０．３５１ｎｍ、０．３５０ｎｍ、０．３４９ｎｍ、０．３４８ｎｍ、０．３４７ｎｍ、０．３４６ｎｍ、０．３４５ｎｍ、０．３４４ｎｍ、０．３４３ｎｍ、０．３４２ｎｍ、０．３４１ｎｍ、０．３４０ｎｍ、０．３３９ｎｍ、０．３３８ｎｍ、０．３３７ｎｍ、０．３３６ｎｍ、０．３３５ｎｍ、０．３３４ｎｍ、０．３３３ｎｍまたは０．３３２ｎｍ以下であってもよい。代替的または追加的に、ｄ００２は、例えば、約０．３３２ｎｍ、０．３３３ｎｍ、０．３３４ｎｍ、０．３３５ｎｍ、０．３３６ｎｍ、０．３３７ｎｍ、０．３３８ｎｍ、０．３３９ｎｍ、０．３４０ｎｍ、０．３４１ｎｍ、０．３４２ｎｍ、０．３４３ｎｍ、０．３４４ｎｍ、０．３４５ｎｍ、０．３４６ｎｍ、０．３４７ｎｍ、０．３４８ｎｍ、０．３４９ｎｍ、０．３５０ｎｍ、０．３５１ｎｍ、０．３５２ｎｍ、０．３５３ｎｍ、０．３５４ｎｍ、０．３５５ｎｍ、０．３５６ｎｍ、０．３５７ｎｍ、０．３５８ｎｍ、０．３５９ｎｍ、０．３６０ｎｍ、０．３６１ｎｍ、０．３６２ｎｍ、０．３６３ｎｍ、０．３６４ｎｍ、０．３６５ｎｍ、０．３６６ｎｍ、０．３６７ｎｍ、０．３６８ｎｍ、０．３６９ｎｍ、０．３７ｎｍ、０．３７５ｎｍ、０．３８ｎｍ、０．３８５ｎｍ、０．３９ｎｍ、０．３９５ｎｍ、０．４ｎｍ、０．４１ｎｍ、０．４２ｎｍ、０．４３ｎｍ、０．４４ｎｍ、０．４５ｎｍ、０．４６ｎｍ、０．４７ｎｍ、０．４８ｎｍまたは０．４９ｎｍ以上であってもよい。いくつかの例では、１または複数の炭素粒子は、約３．０ナノメートル（ｎｍ）より大きいＬｃ、および／または約０．３５ｎｍ未満のｄ００２を有し得る。いくつかの例では、生成された粒子は、３．５ｎｍを超えるＬｃおよび約０．３６ｎｍ未満のｄ００２を有し得る。いくつかの例では、１または複数の炭素粒子は、約４．０ｎｍを超えるＬｃおよび／または約０．３５ｎｍまたは３６ｎｍ未満のｄ００２を有し得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせてそのような結晶性を有してもよい。
１または複数の炭素粒子（カーボンブラック粒子など）は、所定の表面機能を備える場合がある。例えば、１または複数の炭素粒子は、所定の（表面）親水性含有量、所定の水素含有量、および／または他の表面特性を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の（表面）親水性含有量を有し得る。親水性の特性は、例えば、ガス吸着分析（例えば、ガス吸着とそれに続く水拡散圧力を判定するためのデータの統合）から導き出すことができる。表面（例えば、親水性）含有量は、例えば、水を吸着する親和性の観点で、水拡散圧力（ＷＳＰ）の観点で、および／または他の測定基準（例えば、ベーム滴定）により表され得る。ＷＳＰは、相対湿度（ＲＨ）が０から８０％の相対湿度まで経時的に徐々に増加し、ＷＳＰ（πｅ）が式
に従って求められる制御された雰囲気での質量増加を測定することにより判定できる。式中、Ｒは気体定数、Ｔは温度、ＡはサンプルのＮ２表面積（ＳＡ）（ＡＳＴＭ Ｄ６５５６）、Ｈ２Ｏは様々なＲＨで炭素表面に吸着した水の量、Ｐは大気中の水の分圧、Ｐ０は飽和圧力である。平衡吸着は、様々な個別のＲＨで測定でき、その後、曲線下の面積を測定してＷＳＰの値を得ることができる。サンプルは、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓの３Ｆｌｅｘシステムを使用して２５℃で測定できる。統合される領域は、０から飽和圧力までであり得る。ｄは、ｄの後にある増分単位で積分する、つまり、圧力の変化する自然対数で積分するという通常の表示を有することができる。例えば、米国特許第８，５０１，１４８号明細書（「ＣＯＡＴＩＮＧ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ Ａ ＬＯＷ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ ＦＯＲＭＥＤ ＴＨＥＲＥＷＩＴＨ」）を参照されたい。これは、参照により本明細書に完全に組み込まれる。いくつかの例では、例えば、相対湿度８０％の雰囲気から水を吸着する親和性によって記述される、炭素粒子（例えば、改良されたカーボンブラック）の表面の親水性含有量は、（例えば、カーボンブラックの）表面積のｍ２（平方メートル）ごとに０．０５〜０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水であってよい。いくつかの例では、本明細書に記載のプロセスで作製された炭素粒子（例えば、改善されたカーボンブラック）のＷＳＰは、約０〜約８ｍＪ／ｍ２であり得る。これは、約５〜約２０ｍＪ／ｍ２のファーネス製カーボンブラックの一般的な範囲よりも低くなっている。いくつかの例では、本明細書に記載のプロセスで作製された炭素粒子のＷＳＰは、約５ｍＪ／ｍ２未満であり得る。相対湿度８０％の雰囲気から水を吸着する親和性は、例えば、約１ｍｌ／ｍ２、０．９ｍｌ／ｍ２、０．８ｍｌ／ｍ２、０．７ｍｌ／ｍ２、０．６ｍｌ／ｍ２、０．５ｍｌ／ｍ２、０．４５ｍｌ／ｍ２、０．４ｍｌ／ｍ２、０．３５ｍｌ／ｍ２、０．３ｍｌ／ｍ２、０．２５ｍｌ／ｍ２、０．２ｍｌ／ｍ２、０．１５ｍｌ／ｍ２、０．１ｍｌ／ｍ２、０．０５ｍｌ／ｍ２、０．０１ｍｌ／ｍ２または０．００５ｍｌ／ｍ２以下であり得る。代替的または追加的に、相対湿度８０％の雰囲気から水を吸着する親和性は、例えば、約０．００５ｍｌ／ｍ２、０．０１ｍｌ／ｍ２、０．０５ｍｌ／ｍ２、０．１ｍｌ／ｍ２、０．１５ｍｌ／ｍ２、０．２ｍｌ／ｍ２、０．２５ｍｌ／ｍ２、０．３ｍｌ／ｍ２、０．３５ｍｌ／ｍ２、０．４ｍｌ／ｍ２、０．４５ｍｌ／ｍ２、０．５ｍｌ／ｍ２、０．６ｍｌ／ｍ２、０．７ｍｌ／ｍ２０．８ｍｌ／ｍ２、０．９ｍｌ／ｍ２または１ｍｌ／ｍ２以上であり得る。ＷＳＰは、例えば、約４０ｍＪ／ｍ２、３５ｍＪ／ｍ２、３０ｍＪ／ｍ２、２９ｍＪ／ｍ２、２８ｍＪ／ｍ２、２７ｍＪ／ｍ２、２６ｍＪ／ｍ２、２５ｍＪ／ｍ２、２４ｍＪ／ｍ２、２３ｍＪ／ｍ２、２２ｍＪ／ｍ２、２１ｍＪ／ｍ２、２０ｍＪ／ｍ２、１９ｍＪ／ｍ２、１８ｍＪ／ｍ２、１７ｍＪ／ｍ２、１６ｍＪ／ｍ２、１５ｍＪ／ｍ２、１４ｍＪ／ｍ２、１３ｍＪ／ｍ２、１２ｍＪ／ｍ２、１１ｍＪ／ｍ２、１０ｍＪ／ｍ２、９ｍＪ／ｍ２、８ｍＪ／ｍ２、７ｍＪ／ｍ２、６ｍＪ／ｍ２、５ｍＪ／ｍ２、４．５ｍＪ／ｍ２、４ｍＪ／ｍ２、３．５ｍＪ／ｍ２、３ｍＪ／ｍ２、２．５ｍＪ／ｍ２、２ｍＪ／ｍ２、１．５ｍＪ／ｍ２、１ｍＪ／ｍ２、０．５ｍＪ／ｍ２または０．２５ｍＪ／ｍ２以下であり得る。代替的または追加的に、ＷＳＰは、例えば、約０ｍＪ／ｍ２、０．２５ｍＪ／ｍ２、０．５ｍＪ／ｍ２、１ｍＪ／ｍ２、１．５ｍＪ／ｍ２、２ｍＪ／ｍ２、２．５ｍＪ／ｍ２、３ｍＪ／ｍ２、３．５ｍＪ／ｍ２、４ｍＪ／ｍ２、４．５ｍＪ／ｍ２、５ｍＪ／ｍ２、６ｍＪ／ｍ２、７ｍＪ／ｍ２、８ｍＪ／ｍ２、９ｍＪ／ｍ２、１０ｍＪ／ｍ２、１１ｍＪ／ｍ２、１２ｍＪ／ｍ２、１３ｍＪ／ｍ２、１４ｍＪ／ｍ２、１５ｍＪ／ｍ２、１６ｍＪ／ｍ２、１７ｍＪ／ｍ２、１８ｍＪ／ｍ２、１９ｍＪ／ｍ２、２０ｍＪ／ｍ２、２１ｍＪ／ｍ２、２２ｍＪ／ｍ２、２３ｍＪ／ｍ２、２４ｍＪ／ｍ２、２５ｍＪ／ｍ２、２６ｍＪ／ｍ２、２７ｍＪ／ｍ２、２８ｍＪ／ｍ２、２９ｍＪ／ｍ２、３０ｍＪ／ｍ２、３５ｍＪ／ｍ２または４０ｍＪ／ｍ２以上であり得る。炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような親水性含有量を有し得る。
表面の機能に関する情報を取得する別の方法は、Ｂｏｅｈｍによって文書化された滴定を実行することであってもよい。例えば、Ｂｏｅｈｍ，ＨＰ「Ｓｏｍｅ Ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋｓ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ｃａｒｂｏｎｓ，」Ｃａｒｂｏｎ，１９９４，ｐａｇｅ７５９を参照されたい。これは、参照により本明細書に完全に組み込まれる。ＷＳＰは、炭素粒子（カーボンブラックなど）の一般的な親水性を測定するのに適したパラメータであり得る。しかし、ＷＳＰは、場合によっては熱相脱着（ＴＰＤ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、または滴定法（例えばベーム滴定）で測定できるようには、表面の官能基の比率を提供しない場合がある。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の表面酸基含有量を有し得る。酸性基の含有量は、例えば、官能基のベーム滴定を使用して判定することができる。ベーム滴定は、炭素粒子の表面（カーボンブラックの表面など）を塩基性溶液にさらすことで実現できる。次に、塩基性溶液を酸性化し、強塩基性溶液で逆滴定することができる。いくつかの例では、総表面酸基含有量は、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下であり得る。表面酸基含有量（例えば、総計の酸、強酸および／または弱酸の含有量）は、例えば、約５μｍｏｌ／ｍ２、４μｍｏｌ／ｍ２、３μｍｏｌ／ｍ２、２μｍｏｌ／ｍ２、１．５μｍｏｌ／ｍ２、１．４μｍｏｌ／ｍ２、１．３μｍｏｌ／ｍ２、１．２μｍｏｌ／ｍ２、１．１８９μｍｏｌ／ｍ２、１．１μｍｏｌ／ｍ２、１μｍｏｌ／ｍ２、０．０９５μｍｏｌ／ｍ２、０．９μｍｏｌ／ｍ２、０．８６３μｍｏｌ／ｍ２、０．８μｍｏｌ／ｍ２、０．７６７μｍｏｌ／ｍ２、０．７μｍｏｌ／ｍ２、０．６μｍｏｌ／ｍ２、０．５μｍｏｌ／ｍ２、０．４２４μｍｏｌ／ｍ２、０．４μｍｏｌ／ｍ２、０．３７５μｍｏｌ／ｍ２、０．３μｍｏｌ／ｍ２、０．２μｍｏｌ／ｍ２、０．１μｍｏｌ／ｍ２、０．０５μｍｏｌ／ｍ２または０．０１μｍｏｌ／ｍ２以下であり得る。代替的または追加的に、表面酸基含有量（例えば、総計の酸、強酸および／または弱酸の含有量）は、例えば、約０μｍｏｌ／ｍ２、０．０１μｍｏｌ／ｍ２、０．０５μｍｏｌ／ｍ２、０．１μｍｏｌ／ｍ２、０．２μｍｏｌ／ｍ２、０．３μｍｏｌ／ｍ２、０．３７５μｍｏｌ／ｍ２、０．４μｍｏｌ／ｍ２、０．４２４μｍｏｌ／ｍ２、０．５μｍｏｌ／ｍ２、０．６μｍｏｌ／ｍ２、０．７μｍｏｌ／ｍ２、０．７６７μｍｏｌ／ｍ２、０．８μｍｏｌ／ｍ２、０．８６３μｍｏｌ／ｍ２、０．９μｍｏｌ／ｍ２、０．０９５μｍｏｌ／ｍ２、１μｍｏｌ／ｍ２、１．１μｍｏｌ／ｍ２、１．１８９μｍｏｌ／ｍ２、１．２μｍｏｌ／ｍ２、１．３μｍｏｌ／ｍ２、１．４μｍｏｌ／ｍ２、１．５μｍｏｌ／ｍ２、２μｍｏｌ／ｍ２、３μｍｏｌ／ｍ２または４μｍｏｌ／ｍ２以上であり得る。酸性基は弱酸性基（例えば、フェノール、キノンなど）であってもよい。強酸性基は、存在していても、存在しなくてもよい（例えば、強酸性基は実質的に存在しなくてもよい）。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の水分含有量を有し得る。水分含有量は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１５０９に従って測定されてもよい。水分含有量は、例えば、約０．５％未満であってもよい。水分含有量（例えば、重量基準）は、例えば、約５％、４．５％、４％、３．５％、３％、２．８％、２．６％、２．４％、２．２％、２％、１．９５％、１．９％、１．８５％、１．８％、１．７５％、１．７％、１．６５％、１．６％、１．５５％、１．５％、１．４５％、１．４％、１．３５％、１．３％、１．２５％、１．２％、１．１５％、１．１％、１％、０．９５％、０．９％、０．８７％、０．８５％、０．８％、０．７５％、０．７％、０．６８％、０．６５％、０．６％、０．５８％、０．５６％、０．５４％、０．５２％、０．５％、０．４８％、０．４６％、０．４４％、０．４２％、０．４％、０．３８％、０．３６％、０．３４％、０．３２％、０．３％、０．２９％、０．２８％、０．２６％、０．２４％、０．２３％、０．２２％、０．２１％、０．２％、０．１９％、０．１８％、０．１７％、０．１６％、０．１５％、０．１４％、０．１３％、０．１２％、０．１１％、０．１％、０．０５％、０．０１％または０．００５％以下であり得る。代替的または追加的に、水分含有量（例えば、重量基準）は、例えば、約０％、０．００５％、０．０１％、０．０５％、０．１％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、０．２６％、０．２８％、０．２９％、０．３％、０．３２％、０．３４％、０．３６％、０．３８％、０．４％、０．４２％、０．４４％、０．４６％、０．４８％、０．５％、０．５２％、０．５４％、０．５６％、０．５８％、０．６％、０．６５％、０．６８％、０．７％、０．７５％、０．８％、０．８５％、０．８７％、０．９％、０．９５％、１％、１．１％、１．１５％、１．２％、１．２５％、１．３％、１．３５％、１．４％、１．４５％、１．５％、１．５５％、１．６％、１．６５％、１．７％、１．７５％、１．８％、１．８５％、１．９％、１．９５％、２％、２．２％、２．４％、２．６％、２．８％、３％、３．５％、４％または４．５％以上であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような水分含有量を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の酸素含有量を有し得る。いくつかの例では、酸素含有量は、生成時に約０．２重量％未満の酸素、または約０．４重量％以下の酸素であり得る。酸素含有量（例えば、全サンプルの割合としておよび／または酸素の重量基準）は、例えば、約２５％、２０％、１５％、１０％、８％、６％、５％、４．５％、４％、３．５％、３％、２．８％、２．６％、２．４％、２．２％、２％、１．９５％、１．９％、１．８５％、１．８％、１．７５％、１．７％、１．６５％、１．６％、１．５５％、１．５％、１．４５％、１．４％、１．３５％、１．３％、１．２５％、１．２％、１．１５％、１．１％、１％、０．９５％、０．９％、０．８７％、０．８５％、０．８％、０．７５％、０．７％、０．６８％、０．６５％、０．６％、０．５８％、０．５６％、０．５４％、０．５２％、０．５％、０．４８％、０．４６％、０．４４％、０．４２％、０．４％、０．３８％、０．３６％、０．３４％、０．３２％、０．３％、０．２９％、０．２８％、０．２６％、０．２４％、０．２３％、０．２２％、０．２１％、０．２％、０．１９％、０．１８％、０．１７％、０．１６％、０．１５％、０．１４％、０．１３％、０．１２％、０．１１％、０．１％、０．０５％、０．０１％または０．００５％以下であり得る。代替的または追加的に、酸素含有量（例えば、全サンプルの割合としておよび／または酸素の重量基準）は、例えば、約０％、０．００５％、０．０１％、０．０５％、０．１％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、０．２６％、０．２８％、０．２９％、０．３％、０．３２％、０．３４％、０．３６％、０．３８％、０．４％、０．４２％、０．４４％、０．４６％、０．４８％、０．５％、０．５２％、０．５４％、０．５６％、０．５８％、０．６％、０．６５％、０．６８％、０．７％、０．７５％、０．８％、０．８５％、０．８７％、０．９％、０．９５％、１％、１．１％、１．１５％、１．２％、１．２５％、１．３％、１．３５％、１．４％、１．４５％、１．５％、１．５５％、１．６％、１．６５％、１．７％、１．７５％、１．８％、１．８５％、１．９％、１．９５％、２％、２．２％、２．４％、２．６％、２．８％、３％、３．５％、４％、４．５％、５％、６％、８％、１０％、１５％、または２０％以上であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような酸素含有量を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の水素含有量を有し得る。水素含有量は、例えば、生成時に約０．４重量％未満、または約０．２重量％以下の水素であり得る。水素含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約５％、４％、３％、２％、１％、０．９５％、０．９％、０．８５％、０．８％、０．７５％、０．７％、０．６５％、０．６％、０．５５％、０．５％、０．４５％、０．４％、０．３９％、０．３８％、０．３７％、０．３６％、０．３５％、０．３４％、０．３３％、０．３２％、０．３１％、０．３％、０．２９％、０．２８％、０．２７％、０．２６％、０．２５％、０．２４％、０．２３％、０．２２％、０．２１％、０．２％、０．１９％、０．１８％、０．１７％、０．１６％、０．１５％、０．１４％、０．１３％、０．１２％、０．１１％、０．１％、０．０９％、０．０８％、０．０７％、０．０６％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０２％、０．０１％、０．００５％または０．００１％以下であり得る。代替的または追加的に、水素含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約０％、０．００１％、０．００５％、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、０．２５％、０．２６％、０．２７％、０．２８％、０．２９％、０．３％、０．３１％、０．３２％、０．３３％、０．３４％、０．３５％、０．３６％、０．３７％、０．３８％、０．３９％、０．４％、０．４５％、０．５％、０．５５％、０．６％、０．６５％、０．７％、０．７５％、０．８％、０．８５％、０．９％、０．９５％、１％、２％、３％、４％、または５％以上であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような水素含有量を有し得る。
いくつかの例では、本開示の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、約０から約５ｍＪ／ｍ２の間のＷＳＰを有し、約０．４重量％未満の水素、および約０．５重量％未満の酸素を含み得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の硫黄含有量を有し得る。硫黄含有量は、例えば、生成時に重量で約０．３％、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または１ｐｐｍ以下の硫黄であってもよい。硫黄含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約５％、４％、３．５％、３％、２．９％、２．８％、２．７％、２．６％、２．５％、２．４％、２．３％、２．２％、２．１％、２％、１．９５％、１．９％、１．８５％、１．８％、１．７５％、１．７％、１．６５％、１．６％、１．５７％、１．５５％、１．５％、１．４５％、１．４％、１．３５％、１．３％、１．２５％、１．２％、１．１５％、１．１％、１．０５％、１％、０．９５％、０．９％、０．８５％、０．８％、０．７５％、０．７％、０．６５％、０．６％、０．５５％、０．５％、０．４５％、０．４％、０．３９％、０．３８％、０．３７％、０．３６％、０．３５％、０．３４％、０．３３％、０．３２％、０．３１％、０．３％、０．２９％、０．２８％、０．２７％、０．２６％、０．２５％、０．２４％、０．２３％、０．２２％、０．２１％、０．２％、０．１９％、０．１８％、０．１７％、０．１６％、０．１５％、０．１４％、０．１３％、０．１２％、０．１１％、０．１％、０．０９％、０．０８％、０．０７％、０．０６％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０２％、０．０１％、５０ｐｐｍ、４５ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍまたは０．１ｐｐｍ以下であり得る。代替的または追加的に、硫黄含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約０ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、３５ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、４５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、０．２５％、０．２６％、０．２７％、０．２８％、０．２９％、０．３％、０．３１％、０．３２％、０．３３％、０．３４％、０．３５％、０．３６％、０．３７％、０．３８％、０．３９％、０．４％、０．４５％、０．５％、０．５５％、０．６％、０．６５％、０．７％、０．７５％、０．８％、０．８５％、０．９％、０．９５％、１％、１．０５％、１．１％、１．１５％、１．２％、１．２５％、１．３％、１．３５％、１．４％、１．４５％、１．５％、１．５５％、１．５７％、１．６％、１．６５％、１．７％、１．７５％、１．８％、１．８５％、１．９％、１．９５％、２％、２．１％、２．２％、２．３％、２．４％、２．５％、２．６％、２．７％、２．８％、２．９％、３％、３．５％または４％以上であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような硫黄含有量を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の窒素含有量を有し得る。窒素含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約５％、４％、３．５％、３％、２．９％、２．８％、２．７％、２．６％、２．５％、２．４％、２．３％、２．２％、２．１％、２％、１．９５％、１．９％、１．８５％、１．８％、１．７５％、１．７％、１．６５％、１．６％、１．５７％、１．５５％、１．５％、１．４５％、１．４％、１．３５％、１．３％、１．２５％、１．２％、１．１５％、１．１％、１．０５％、１％、０．９５％、０．９％、０．８５％、０．８％、０．７５％、０．７％、０．６５％、０．６％、０．５５％、０．５％、０．４５％、０．４％、０．３９％、０．３８％、０．３７％、０．３６％、０．３５％、０．３４％、０．３３％、０．３２％、０．３１％、０．３％、０．２９％、０．２８％、０．２７％、０．２６％、０．２５％、０．２４％、０．２３％、０．２２％、０．２１％、０．２％、０．１９％、０．１８％、０．１７％、０．１６％、０．１５％、０．１４％、０．１３％、０．１２％、０．１１％、０．１％、０．０９％、０．０８％、０．０７％、０．０６％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０２％、０．０１％、０．００５％または０．００１％以下であり得る。代替的または追加的に、窒素含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約０％、０．００１％、０．００５％、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１％、０．１１％、０．１２％、０．１３％、０．１４％、０．１５％、０．１６％、０．１７％、０．１８％、０．１９％、０．２％、０．２１％、０．２２％、０．２３％、０．２４％、０．２５％、０．２６％、０．２７％、０．２８％、０．２９％、０．３％、０．３１％、０．３２％、０．３３％、０．３４％、０．３５％、０．３６％、０．３７％、０．３８％、０．３９％、０．４％、０．４５％、０．５％、０．５５％、０．６％、０．６５％、０．７％、０．７５％、０．８％、０．８５％、０．９％、０．９５％、１％、１．０５％、１．１％、１．１５％、１．２％、１．２５％、１．３％、１．３５％、１．４％、１．４５％、１．５％、１．５５％、１．５７％、１．６％、１．６５％、１．７％、１．７５％、１．８％、１．８５％、１．９％、１．９５％、２％、２．１％、２．２％、２．３％、２．４％、２．５％、２．６％、２．７％、２．８％、２．９％、３％、３．５％、４％または５％以上であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような窒素含有量を有してもよい。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の炭素含有量を有し得る。いくつかの例では、炭素含有量は、生成時約９９重量％以上の炭素であり得る。炭素含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約５０％、７５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９５．１％、９５．２％、９５．３％、９５．４％、９５．５％、９５．６％、９５．７％、９５．８％、９５．９％、９６％、９６．１％、９６．２％、９６．３％、９６．４％、９６．５％、９６．６％、９６．７％、９６．８％、９６．９％、９７％、９７．１％、９７．２％、９７．３％、９７．４％、９７．５％、９７．６％、９７．７％、９７．８％、９７．９％、９８％、９８．１％、９８．２％、９８．３％、９８．４％、９８．５％、９８．６％、９８．７％、９８．９％、９９％、９９．１％、９９．２％、９９．３％、９９．４％、９９．５％、９９．６％、９９．７％、９９．８％、９９．９％、９９．９９％または９９．９９９％以上であり得る。代替的または追加的に、炭素含有量（例えば、全サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）は、例えば、約１００％、９９．９９９％、９９．９９％、９９．９％、９９．８％、９９．７％、９９．６％、９９．５％、９９．４％、９９．３％、９９．２％、９９．１％、９９％、９８．９％、９８．８％、９８．７％、９８．６％、９８．５％、９８．４％、９８．３％、９８．２％、９８．１％、９８％、９７．９％、９７．８％、９７．７％、９７．６％、９７．５％、９７．４％、９７．３％、９７．２％、９７．１％、９７％、９６．９％、９６．８％、９６．７％、９６．６％、９６．５％、９６．４％、９６．３％、９６．２％、９６．１％、９６％、９５．９％、９５．８％、９５．７％、９５．６％、９５．５％、９５．４％、９５．３％、９５．２％、９５．１％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％、または９０％以下であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような炭素含有量を有し得る。
元素分析は、例えばＬｅｃｏによって製造されたデバイス（例えば、７４４および８４４シリーズの製品）を介して測定でき、結果はサンプル全体の割合（例えば、質量パーセント）として得ることができる。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の表面積を有し得る。表面積は、例えば、窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）（例えば、窒素ベースのブルナウアー−エメット−テラー（ＢＥＴ）表面積）および／または統計的厚さ比表面積（ＳＴＳＡ）を示し得る。Ｎ２ＳＡ（本明細書では「ＮＳＡ」とも）およびＳＴＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ６５５６（例えば、ＡＳＴＭ Ｄ６５５６−１０）を介して測定され得る。いくつかの例では、一次粒子の内部にある細孔を除く表面積は、約１０ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇまでであり得る。いくつかの例では、一次粒子の内部にある細孔を除く表面積は、約１５ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでであり得る。いくつかの例では、得られる炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の窒素表面積および／またはＳＴＳＡは、１５から１５０ｍ２／ｇの間であり得る。本明細書に記載される表面積は、（内部）多孔性を除く表面積（例えば、一次粒子の内部にある細孔を除く、いずれかの内部の細孔による多孔性表面積を除く）を示し得る。サーマルブラック一次粒子の表面積は、通常１３ｍ２／ｇ未満である。表面積（例えば、Ｎ２ＳＡおよび／またはＳＴＳＡ）は、例えば、約５ｍ２／ｇ、１０ｍ２／ｇ、１１ｍ２／ｇ、１２ｍ２／ｇ、１３ｍ２／ｇ、１４ｍ２／ｇ、１５ｍ２／ｇ、１６ｍ２／ｇ、１７ｍ２／ｇ、１８ｍ２／ｇ、１９ｍ２／ｇ、２０ｍ２／ｇ、２１ｍ２／ｇ、２２ｍ２／ｇ、２３ｍ２／ｇ、２４ｍ２／ｇ、２５ｍ２／ｇ、２６ｍ２／ｇ、２７ｍ２／ｇ、２８ｍ２／ｇ、２９ｍ２／ｇ、３０ｍ２／ｇ、３１ｍ２／ｇ、３２ｍ２／ｇ、３３ｍ２／ｇ、３４ｍ２／ｇ、３５ｍ２／ｇ、３６ｍ２／ｇ、３７ｍ２／ｇ、３８ｍ２／ｇ、３９ｍ２／ｇ、４０ｍ２／ｇ、４１ｍ２／ｇ、４２ｍ２／ｇ、４３ｍ２／ｇ、４４ｍ２／ｇ、４５ｍ２／ｇ、４６ｍ２／ｇ、４７ｍ２／ｇ、４８ｍ２／ｇ、４９ｍ２／ｇ、５０ｍ２／ｇ、５１ｍ２／ｇ、５２ｍ２／ｇ、５４ｍ２／ｇ、５５ｍ２／ｇ、５６ｍ２／ｇ、６０ｍ２／ｇ、６１ｍ２／ｇ、６３ｍ２／ｇ、６５ｍ２／ｇ、７０ｍ２／ｇ、７２ｍ２／ｇ、７５ｍ２／ｇ、７９ｍ２／ｇ、８０ｍ２／ｇ、８１ｍ２／ｇ、８５ｍ２／ｇ、９０ｍ２／ｇ、９５ｍ２／ｇ、１００ｍ２／ｇ、１０５ｍ２／ｇ、１１０ｍ２／ｇ、１１１ｍ２／ｇ、１１２ｍ２／ｇ、１１３ｍ２／ｇ、１１４ｍ２／ｇ、１１５ｍ２／ｇ、１１６ｍ２／ｇ、１１７ｍ２／ｇ、１１８ｍ２／ｇ、１１９ｍ２／ｇ、１２０ｍ２／ｇ、１２１ｍ２／ｇ、１２３ｍ２／ｇ、１２５ｍ２／ｇ、１３０ｍ２／ｇ、１３５ｍ２／ｇ、１３８ｍ２／ｇ、１４０ｍ２／ｇ、１４５ｍ２／ｇ、１５０ｍ２／ｇ、１６０ｍ２／ｇ、１７０ｍ２／ｇ、１８０ｍ２／ｇ、１９０ｍ２／ｇ、２００ｍ２／ｇ、２１０ｍ２／ｇ、２２０ｍ２／ｇ、２３０ｍ２／ｇ、２４０ｍ２／ｇ、２５０ｍ２／ｇ、２６０ｍ２／ｇ、２７０ｍ２／ｇ、２８０ｍ２／ｇ、２９０ｍ２／ｇ、３００ｍ２／ｇ、３１０ｍ２／ｇ、３２０ｍ２／ｇ、３３０ｍ２／ｇ、３４０ｍ２／ｇ、３５０ｍ２／ｇ、３６０ｍ２／ｇ、３７０ｍ２／ｇ、３８０ｍ２／ｇ、３９０ｍ２／ｇまたは４００ｍ２／ｇ以上であり得る。代替的または追加的に、表面積（例えば、Ｎ２ＳＡおよび／またはＳＴＳＡ）は、例えば、約４００ｍ２／ｇ、３９０ｍ２／ｇ、３８０ｍ２／ｇ、３７０ｍ２／ｇ、３６０ｍ２／ｇ、３５０ｍ２／ｇ、３４０ｍ２／ｇ、３３０ｍ２／ｇ、３２０ｍ２／ｇ、３１０ｍ２／ｇ、３００ｍ２／ｇ、２９０ｍ２／ｇ、２８０ｍ２／ｇ、２７０ｍ２／ｇ、２６０ｍ２／ｇ、２５０ｍ２／ｇ、２４０ｍ２／ｇ、２３０ｍ２／ｇ、２２０ｍ２／ｇ、２１０ｍ２／ｇ、２００ｍ２／ｇ、１９０ｍ２／ｇ、１８０ｍ２／ｇ、１７０ｍ２／ｇ、１６０ｍ２／ｇ、１５０ｍ２／ｇ、１４５ｍ２／ｇ、１４０ｍ２／ｇ、１３８ｍ２／ｇ、１３５ｍ２／ｇ、１３０ｍ２／ｇ、１２５ｍ２／ｇ、１２３ｍ２／ｇ、１２１ｍ２／ｇ、１２０ｍ２／ｇ、１１９ｍ２／ｇ、１１８ｍ２／ｇ、１１７ｍ２／ｇ、１１６ｍ２／ｇ、１１５ｍ２／ｇ、１１４ｍ２／ｇ、１１３ｍ２／ｇ、１１２ｍ２／ｇ、１１１ｍ２／ｇ、１１０ｍ２／ｇ、１０５ｍ２／ｇ、１００ｍ２／ｇ、９５ｍ２／ｇ、９０ｍ２／ｇ、８５ｍ２／ｇ、８１ｍ２／ｇ、８０ｍ２／ｇ、７９ｍ２／ｇ、７５ｍ２／ｇ、７２ｍ２／ｇ、７０ｍ２／ｇ、６５ｍ２／ｇ、６３ｍ２／ｇ、６１ｍ２／ｇ、６０ｍ２／ｇ、５６ｍ２／ｇ、５５ｍ２／ｇ、５４ｍ２／ｇ、５２ｍ２／ｇ、５１ｍ２／ｇ、５０ｍ２／ｇ、４９ｍ２／ｇ、４８ｍ２／ｇ、４７ｍ２／ｇ、４６ｍ２／ｇ、４５ｍ２／ｇ、４４ｍ２／ｇ、４３ｍ２／ｇ、４２ｍ２／ｇ、４１ｍ２／ｇ、４０ｍ２／ｇ、３９ｍ２／ｇ、３８ｍ２／ｇ、３７ｍ２／ｇ、３６ｍ２／ｇ、３５ｍ２／ｇ、３４ｍ２／ｇ、３３ｍ２／ｇ、３２ｍ２／ｇ、３１ｍ２／ｇ、３０ｍ２／ｇ、２９ｍ２／ｇ、２８ｍ２／ｇ、２７ｍ２／ｇ、２６ｍ２／ｇ、２５ｍ２／ｇ、２４ｍ２／ｇ、２３ｍ２／ｇ、２２ｍ２／ｇ、２１ｍ２／ｇ、２０ｍ２／ｇ、１９ｍ２／ｇ、１８ｍ２／ｇ、１７ｍ２／ｇ、１６ｍ２／ｇ、１５ｍ２／ｇ、１４ｍ２／ｇ、１３ｍ２／ｇ、１２ｍ２／ｇ、１１ｍ２／ｇ、１０ｍ２／ｇまたは５ｍ２／ｇ以下であり得る。ＳＴＳＡとＮ２ＳＡは異なる場合がある。差は、ＳＴＳＡ／Ｎ２ＳＡ比で表すことができる。ＳＴＳＡ／Ｎ２ＳＡ比は、例えば、約０．４、０．５、０．６、０．７、０．７５、０．７６、０．７７、０．７８、０．７９、０．８、０．８１、０．８２、０．８３、０．８４、０．８５、０．８６、０．８７、０．８８、０．８９、０．９、０．９１、０．９２、０．９３、０．９４、０．９５、０．９６、０．９７、０．９８、０．９９、１、１．０１、１．０２、１．０３、１．０３、１．０５、１．０６、１．０７、１．０８、１．０９、１．１、１．１１、１．１２、１．１３、１．１４、１．１５、１．１６、１．１７、１．１９、１．２０、１．２１、１．２２、１．２３、１．２４、１．２５、１．２６、１．２７、１．２８、１．２９、１．３、１．３１、１．３２、１．３３、１．３４、１．３５、１．３７、１．３８、１．３９、１．４、１．４５、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、または２以上であり得る。代替的または追加的に、ＳＴＳＡ／Ｎ２ＳＡ比は、例えば、約２、１．９、１．８、１．７、１．６、１．５、１．４５、１．４、１．３９、１．３８、１．３７、１．３６、１．３５、１．３４、１．３３、１．３２、１．３１、１．３、１．２９、１．２８、１．２７、１．２６、１．２５、１．２４、１．２３、１．２２、１．２１、１．２、１．１９、１．１８、１．１７、１．１６、１．１５、１．１４、１．１３、１．１２、１．１１、１．１、１．０９、１．０８、１．０７、１．０６、１．０５、１．０４、１．０３、１．０２、１．０１、１、０．９９、０．９８、０．９７、０．９６、０．９５、０．９４、０，９３、０．９２、０．９１、０．９、０．８９、０．８８、０．８７、０．８６、０．８５、０．８４、０．８３、０．８２、０．８１、０．８、０．７９、０．７８、０．７７、０．７６、０．７５、０．７、０．６または０．５以下であり得る。いくつかの例では、表面積（例えば、Ｎ２ＳＡ）は、約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇ、約２４ｍ２／ｇから約３２ｍ２／ｇ、約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇ、約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇ、約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇ、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇ、約１５ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇ、または約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇであってもよい。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような表面積を有し得る。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、所定の構造を有していてもよい。構造は、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収に関して表現できる。これは、特定の質量の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が指定された粘弾性目標トルクに到達する前に吸収できるＤＢＰの量を判定することにより、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の相対的な構造を測定する。カーボンブラックの場合、サーマルブラックは、全カーボンブラックの中でも最も低いＤＢＰ数（３２〜４７ｍｌ／１００ｇ）を有し、粒子の凝集または構造が非常に少ないことを示している。構造は、圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）の吸収に関して表現できる。これは、特定の質量の押し砕かれた炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が指定された粘弾性目標トルクに到達する前に吸収できるＤＢＰの量を判定することにより、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の相対的な構造を測定する。構造という用語は、ＤＢＰおよび／またはＣＤＢＰという用語と交換可能に使用されてもよい（例えば、高構造材料は高ＤＢＰ値を有する）。本明細書に記載される構造は、ペレット化後の構造（例えば、ペレット化後のＤＢＰおよび／またはＣＤＢＰ）を示し得る。ＤＢＰの吸収（本明細書では「ＤＢＰ」とも）は、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４（例えば、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４−１２）に従って測定することができる。ＣＤＢＰの吸収（本明細書では「ＣＤＢＰ」とも）は、ＡＳＴＭ Ｄ３４９３に従って測定することができる。いくつかの例では、ＤＢＰは約３２ｍｌ／１００ｇから約３００ｍｌ／１００ｇであり得る。いくつかの例では、ＤＢＰは、約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇ、約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇ、約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇ、約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇ、約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇ、約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇ、または約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇであり得る。ＤＢＰおよび／またはＣＤＢＰは、例えば、１００グラム当たり約１ミリリットル（ｍｌ／１００ｇ）、５ｍｌ／１００ｇ、１０ｍｌ／１００ｇ、１５ｍｌ／１００ｇ、２０ｍｌ／１００ｇ、２５ｍｌ／１００ｇ、３２ｍｌ／１００ｇ、４０ｍｌ／１００ｇ、４５ｍｌ／１００ｇ、４７ｍｌ／１００ｇ、５０ｍｌ／１００ｇ、５５ｍｌ／１００ｇ、５６ｍｌ／１００ｇ、５７ｍｌ／１００ｇ、５８ｍｌ／１００ｇ、５９ｍｌ／１００ｇ、６０ｍｌ／１００ｇ、６１ｍｌ／１００ｇ、６２ｍｌ／１００ｇ、６３ｍｌ／１００ｇ、６４ｍｌ／１００ｇ、６５ｍｌ／１００ｇ、６６ｍｌ／１００ｇ、６７ｍｌ／１００ｇ、６８ｍｌ／１００ｇ、６９ｍｌ／１００ｇ、７０ｍｌ／１００ｇ、７１ｍｌ／１００ｇ、７２ｍｌ／１００ｇ、７３ｍｌ／１００ｇ、７４ｍｌ／１００ｇ、７５ｍｌ／１００ｇ、７６ｍｌ／１００ｇ、７８ｍｌ／１００ｇ、７９ｍｌ／１００ｇ、８０ｍｌ／１００ｇ、８１ｍｌ／１００ｇ、８２ｍｌ／１００ｇ、８３ｍｌ／１００ｇ、８４ｍｌ／１００ｇ、８５ｍｌ／１００ｇ、８６ｍｌ／１００ｇ、８７ｍｌ／１００ｇ、８８ｍｌ／１００ｇ、８９ｍｌ／１００ｇ、９０ｍｌ／１００ｇ、９１ｍｌ／１００ｇ、９２ｍｌ／１００ｇ、９３ｍｌ／１００ｇ、９４ｍｌ／１００ｇ、９５ｍｌ／１００ｇ、９６ｍｌ／１００ｇ、９７ｍｌ／１００ｇ、９８ｍｌ／１００ｇ、９９ｍｌ／１００ｇ、１００ｍｌ／１００ｇ、１０１ｍｌ／１００ｇ、１０４ｍｌ／１００ｇ、１０５ｍｌ／１００ｇ、１０９ｍｌ／１００ｇ、１１０ｍｌ／１００ｇ、１１１ｍｌ／１００ｇ、１１２ｍｌ／１００ｇ、１１３ｍｌ／１００ｇ、１１４ｍｌ／１００ｇ、１１５ｍｌ／１００ｇ、１１６ｍｌ／１００ｇ、１１７ｍｌ／１００ｇ、１１８ｍｌ／１００ｇ、１１９ｍｌ／１００ｇ、１２０ｍｌ／１００ｇ、１２１ｍｌ／１００ｇ、１２２ｍｌ／１００ｇ、１２３ｍｌ／１００ｇ、１２４ｍｌ／１００ｇ、１２５ｍｌ／１００ｇ、１２６ｍｌ／１００ｇ、１２７ｍｌ／１００ｇ、１２８ｍｌ／１００ｇ、１２９ｍｌ／１００ｇ、１３０ｍｌ／１００ｇ、１３１ｍｌ／１００ｇ、１３２ｍｌ／１００ｇ、１３４ｍｌ／１００ｇ、１３５ｍｌ／１００ｇ、１３６ｍｌ／１００ｇ、１３７ｍｌ／１００ｇ、１３８ｍｌ／１００ｇ、１４０ｍｌ／１００ｇ、１４２ｍｌ／１００ｇ、１４５ｍｌ／１００ｇ、１５０ｍｌ／１００ｇ、１５２ｍｌ／１００ｇ、１５５ｍｌ／１００ｇ、１６０ｍｌ／１００ｇ、１６５ｍｌ／１００ｇ、１７０ｍｌ／１００ｇ、１７４ｍｌ／１００ｇ、１７５ｍｌ／１００ｇ、１８０ｍｌ／１００ｇ、１８３ｍｌ／１００ｇ、１８５ｍｌ／１００ｇ、１９０ｍｌ／１００ｇ、１９５ｍｌ／１００ｇ、２００ｍｌ／１００ｇ、２０５ｍｌ／１００ｇ、２１０ｍｌ／１００ｇ、２１５ｍｌ／１００ｇ、２２０ｍｌ／１００ｇ、２２５ｍｌ／１００ｇ、２３０ｍｌ／１００ｇ、２３５ｍｌ／１００ｇ、２４０ｍｌ／１００ｇ、２４５ｍｌ／１００ｇ、２５０ｍｌ／１００ｇ、２５５ｍｌ／１００ｇ、２６０ｍｌ／１００ｇ、２６５ｍｌ／１００ｇ、２７０ｍｌ／１００ｇ、２７５ｍｌ／１００ｇ、２８０ｍｌ／１００ｇ、２８５ｍｌ／１００ｇ、２９０ｍｌ／１００ｇ、２９５ｍｌ／１００ｇまたは３００ｍｌ／１００ｇ以上であり得る。代替的または追加的に、ＤＢＰおよび／またはＣＤＢＰは、例えば、約３００ｍｌ／１００ｇ、２９５ｍｌ／１００ｇ、２９０ｍｌ／１００ｇ、２８５ｍｌ／１００ｇ、２８０ｍｌ／１００ｇ、２７５ｍｌ／１００ｇ、２７０ｍｌ／１００ｇ、２６５ｍｌ／１００ｇ、２６０ｍｌ／１００ｇ、２５５ｍｌ／１００ｇ、２４５ｍｌ／１００ｇ、２４０ｍｌ／１００ｇ、２３５ｍｌ／１００ｇ、２３０ｍｌ／１００ｇ、２２５ｍｌ／１００ｇ、２２０ｍｌ／１００ｇ、２１５ｍｌ／１００ｇ、２１０ｍｌ／１００ｇ、２０５ｍｌ／１００ｇ、２００ｍｌ／１００ｇ、１９５ｍｌ／１００ｇ、１９０ｍｌ／１００ｇ、１８５ｍｌ／１００ｇ、１８３ｍｌ／１００ｇ、１８０ｍｌ／１００ｇ、１７５ｍｌ／１００ｇ、１７４ｍｌ／１００ｇ、１７０ｍｌ／１００ｇ、１６５ｍｌ／１００ｇ、１６０ｍｌ／１００ｇ、１５５ｍｌ／１００ｇ、１５２ｍｌ／１００ｇ、１５０ｍｌ／１００ｇ、１４５ｍｌ／１００ｇ、１４２ｍｌ／１００ｇ、１４０ｍｌ／１００ｇ、１３８ｍｌ／１００ｇ、１３７ｍｌ／１００ｇ、１３６ｍｌ／１００ｇ、１３５ｍｌ／１００ｇ、１３４ｍｌ／１００ｇ、１３２ｍｌ／１００ｇ、１３１ｍｌ／１００ｇ、１３０ｍｌ／１００ｇ、１２９ｍｌ／１００ｇ、１２８ｍｌ／１００ｇ、１２７ｍｌ／１００ｇ、１２６ｍｌ／１００ｇ、１２５ｍｌ／１００ｇ、１２４ｍｌ／１００ｇ、１２３ｍｌ／１００ｇ、１２２ｍｌ／１００ｇ、１２１ｍｌ／１００ｇ、１２０ｍｌ／１００ｇ、１１９ｍｌ／１００ｇ、１１８ｍｌ／１００ｇ、１１７ｍｌ／１００ｇ、１１６ｍｌ／１００ｇ、１１５ｍｌ／１００ｇ、１１４ｍｌ／１００ｇ、１１３ｍｌ／１００ｇ、１１２ｍｌ／１００ｇ、１１１ｍｌ／１００ｇ、１１０ｍｌ／１００ｇ、１０９ｍｌ／１００ｇ、１０５ｍｌ／１００ｇ、１０４ｍｌ／１００ｇ、１０１ｍｌ／１００ｇ、１００ｍｌ／１００ｇ、９９ｍｌ／１００ｇ、９８ｍｌ／１００ｇ、９７ｍｌ／１００ｇ、９６ｍｌ／１００ｇ、９５ｍｌ／１００ｇ、９４ｍｌ／１００ｇ、９３ｍｌ／１００ｇ、９２ｍｌ／１００ｇ、９１ｍｌ／１００ｇ、９０ｍｌ／１００ｇ、８９ｍｌ／１００ｇ、８８ｍｌ／１００ｇ、８７ｍｌ／１００ｇ、８６ｍｌ／１００ｇ、８５ｍｌ／１００ｇ、８４ｍｌ／１００ｇ、８３ｍｌ／１００ｇ、８２ｍｌ／１００ｇ、８１ｍｌ／１００ｇ、８０ｍｌ／１００ｇ、７９ｍｌ／１００ｇ、７８ｍｌ／１００ｇ、７６ｍｌ／１００ｇ、７５ｍｌ／１００ｇ、７４ｍｌ／１００ｇ、７３ｍｌ／１００ｇ、７２ｍｌ／１００ｇ、７１ｍｌ／１００ｇ、７０ｍｌ／１００ｇ、６９ｍｌ／１００ｇ、６８ｍｌ／１００ｇ、６７ｍｌ／１００ｇ、６６ｍｌ／１００ｇ、６５ｍｌ／１００ｇ、６４ｍｌ／１００ｇ、６３ｍｌ／１００ｇ、６２ｍｌ／１００ｇ、６１ｍｌ／１００ｇ、６０ｍｌ／１００ｇ、５９ｍｌ／１００ｇ、５８ｍｌ／１００ｇ、５７ｍｌ／１００ｇ、５６ｍｌ／１００ｇ、５５ｍｌ／１００ｇ、５０ｍｌ／１００ｇ、４７ｍｌ／１００ｇ、４５ｍｌ／１００ｇ、４０ｍｌ／１００ｇまたは３２ｍｌ／１００ｇ以下であり得る。ＤＢＰとＣＤＢＰは異なる場合がある（例えば、ＤＢＰはＣＤＢＰよりも大きい場合がある）。本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）のＤＢＰとＣＤＢＰとの差は、参照炭素粒子（例えば、本明細書の他の場所に記載の参照カーボンブラック）よりも小さくてもよい。ＤＢＰは、典型的には、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）に対してＣＤＢＰの１．３倍よりも大きい（すなわち、ＣＤＢＰよりも１．３倍よりも大きい）。いくつかの例では、ＤＢＰとＣＤＢＰの違いは、本開示の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）については小さい可能性がある。それは、本明細書の他の場所でより詳細に説明されているように、例えば、より高い結晶化度によるもの（例えば、結晶化度が高いと、より強力な１または複数の炭素粒子が可能になり、粉砕がより困難になり得る）、および／または他の要因によるものである。いくつかの例では、ＤＢＰは、ＣＤＢＰより約１％から１０％、１％から１５％、５％から１９％、１％から２０％、５％から３０％、または５％から３５％より大きい場合がある。ＤＢＰの値は、例えば、約２、１．９、１．８５、１．８、１．７５、１．７、１．６５、１．６、１．５５、１．５、１．４５、１．４、１．３５、１．３、１．２８、１．２６、１．２４、１．２２、１．２、１．１９、１．１８、１．１６、１．１５、１．１４、１．１３、１．１２、１．１１、１．１、１．０９、１．０８、１．０７、１．０６、１．０５、１．０４、１．０３、１．０２または１．０１倍のＣＤＢＰ値以下であり得る。代替的または追加的に、ＤＢＰ値は、ＣＤＢＰ値の例えば約１、１．０１、１．０２、１．０３、１．０４、１．０５、１．０６、１．０７、１．０８、１．０９、１．１、１．１１、１．１２、１．１３、１．１４、１．１５、１．１６、１．１７、１．１８、１．１９、１．２、１．２２、１．２４、１．２６、１．２８、１．３、１．３５、１．４０、１．４５、１．５、１．５５、１．６、１．６５、１．７、１．７５、１．８、１．８５、１．９または２倍以上であり得る。本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）のＤＢＰ対ＣＤＢＰ比は、例えば、参照炭素粒子の（例えば、参照カーボンブラックの）ＤＢＰ対ＣＤＢＰ比の約１００％、９９．９％、９９％、９８％、９７％、９６％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％、９０％、８９％、８８％、８７％、８６％、８５％、８４％、８３％、８２％、８１％、８０％、７９％、７８％、７７％、７６％、７５％、７４％、７３％、７２％、７１％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、または１％以下であり得る。代替的または追加的に、本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）のＤＢＰ対ＣＤＢＰの比は、例えば、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）のＤＢＰとＣＤＢＰの比率の、約０％、１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％または９９．９％以上であり得る。本明細書の他の場所でより詳細に説明するように、１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、そのような違いを有することができるが、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）が示す他の特性（例えば、表面積、ＤＢＰ、ＤＬＳによる粒度、Ｌｃ
など）を有する場合がある。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせてそのような構造を有してもよい。
など）を有する場合がある。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせてそのような構造を有してもよい。
表面積（Ｎ２ＳＡなど）と構造（ＤＢＰなど）の値を使用して、炭素粒子（カーボンブラックなど）の特定のグレードを判定できる。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２９±６ｍ２／ｇまたは約２９±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約６５±６ｍｌ／１００ｇまたは約６５±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３５±６ｍ２／ｇまたは約３５±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約９０±６ｍｌ／１００ｇまたは約９０±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約４０±６ｍ２／ｇまたは約４０±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１２１±６ｍｌ／１００ｇまたは約１２１±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２０±５ｍ２／ｇまたは約２０±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１２０±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約１５ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３６±６ｍ２／ｇまたは約３６±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１２２±６ｍｌ／１００ｇまたは約１２２±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３０ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１６ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２６ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１２ｍｌ／１００ｇから約１３２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３２±６ｍ２／ｇまたは約３２±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約６５±６ｍｌ／１００ｇまたは約６５±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２６ｍ２／ｇから約３８ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３０±６ｍ２／ｇまたは約３０±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約７２±６ｍｌ／１００ｇまたは約７２±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２４ｍ２／ｇから約３６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６６ｍｌ／１００ｇから約７８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６２ｍｌ／１００ｇから約８２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約８±６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４３±６ｍｌ／１００ｇまたは約４３±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２ｍ２／ｇから約１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約３７ｍｌ／１００ｇから約４９ｍｌ／１００ｇ、または約３３ｍｌ／１００ｇから約５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有することができる。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３６±６ｍ２／ｇまたは約３６±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１２２±６ｍｌ／１００ｇまたは約１２２±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３０ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１６ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２６ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１２ｍｌ／１００ｇから約１３２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３２±６ｍ２／ｇまたは約３２±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約６５±６ｍｌ／１００ｇまたは約６５±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２６ｍ２／ｇから約３８ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約３０±６ｍ２／ｇまたは約３０±１０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約７２±６ｍｌ／１００ｇまたは約７２±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２４ｍ２／ｇから約３６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６６ｍｌ／１００ｇから約７８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６２ｍｌ／１００ｇから約８２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約８±６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４３±６ｍｌ／１００ｇまたは約４３±１０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約２ｍ２／ｇから約１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約３７ｍｌ／１００ｇから約４９ｍｌ／１００ｇ、または約３３ｍｌ／１００ｇから約５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有することができる。
いくつかの例において、本開示の改善された炭素粒子（例えば、改善されたカーボンブラック粒子）は、本明細書に記載された特性の少なくともサブセットの所定の組み合わせを有し得る。例えば、粒子は、１．３より大きい楕円体因子、ＬａまたはＬｃに関して１ｎｍより大きい、４ｎｍより大きい、または３ｎｍから２０ｎｍの結晶化度、（例えばカーボンブラックの）表面積１ｍ２（平方メートル）当たり０．０５から０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水分の表面の親水性含有量（例えば、相対湿度空気８０％から水を吸着する親和性によって記述）、約０．４％未満の水素含有量、約１０ｍ２／ｇまたは１５ｍ２／ｇから約３００ｍ２／ｇまでの表面積（例えば、一次粒子の内部にある細孔を除く）、約３２ｍｌ／１００ｇから約３００ｍｌ／１００ｇまでのＤＢＰまたはその任意の組み合わせを有し得る。これらの特性の組み合わせにより、表面の酸基が支配的な既存のファーネスカーボンブラックとは異なるユニークな材料（カーボンブラックなど）が得られ、より高い水親和性が得られる。本明細書に記載されるプロセスのいくつかの例において、プロセスの水素環境の性質は、（粒子）表面でより多くの水素（例えば、より高い水素含有量）をもたらし得る。より高い水素含有量は、例えば、タイヤトレッドの耐摩耗性において有益であり得る。表面酸素基の欠如は、エラストマー複合材料のより速い混合時間とより速い硬化時間につながる可能性がある。１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の表面の酸素レベルが低い場合、同じ量の水素は、タイヤのトレッドやその他のエラストマーフィラー用途の能力に対して、より高い表面活性を示している可能性がある。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定の含有量の未反応多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）（本明細書では「ＰＡＨ含有量」とも）を有していてもよい。このような含有量は、場合によっては、トルエン抽出物の透過率（ＴＯＴＥ）で表すことができる。抽出物は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１６１８（例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１６１８−９９）を使用して定量化できる。ＰＡＨ含有量は、食品医薬品局（ＦＤＡ）から入手できる「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡＨ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ＣＦＲ１７８．３２９７」の手順（「２２ ＰＡＨ」手順としても知られる）で測定される、抽出可能な多環芳香族炭化水素の合計で表される場合がある。いくつかの例では、ＰＡＨの量（例えば、「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡＨ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ＣＦＲ１７８．３２９７」（２２ ＰＡＨ）手順で測定）は、約１％未満（例えば、質量）である場合がある。ＰＡＨの量（例えば、「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡＨ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ＣＦＲ １７８．３２９７」（２２ ＰＡＨ）手順で測定）は、例えば、約５％、４％、３％、２％、１％、０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％、０．４％、０．３％、０．２％、０．１％、９００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、０．２５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．０１ｐｐｍ、５十億分率（ｐｐｂ）または１ｐｐｂ以下であり得る（例えば、質量基準）。代替的または追加的に、ＰＡＨの量（例えば、「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＡＨ Ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ ＣＦＲ １７８．３２９７」（２２ ＰＡＨ）手順で測定）は、例えば、約０ｐｐｍ、１ｐｐｂ、５ｐｐｂ、０．０１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．２５ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、９００ｐｐｍ、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１％、２％、３％または４％以上であり得る（例えば、質量基準）。トート（本明細書では「ＴＯＴＥ」とも）は、例えば、約５０％、７５％、８０％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９１．５％、９２％、９２．５％、９３％、９３．５％、９４％、９４．５％、９５％、９５．５％、９６％、９６．５％、９７％、９７．５％、９８％、９８．５％、９９％、９９．１％、９９．２％、９９．３％、９９．４％、９９．５％、９９．５％、９９．７％、９９．８％、９９．９％または１００％以上であり得る。代替的または追加的に、トートは、例えば、約１００％、９９．９％、９９．８％、９９．７％、９９．５％、９９．５％、９９．４％、９９．３％、９９．２％、９９．１％、９９％、９８．５％、９８％、９７．５％、９７％、９６．５％、９６％、９５．５％、９５％、９４．５％、９４％、９３．５％、９３％、９２．５％、９２％、９１．５％、９１％、９０％、８９％、８８％、８７％、８６％、８５％、８０％または７５％以下であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせてそのようなＰＡＨ含有量を有してもよい。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、所定の純度を有し得る。高純度は、低汚染に対応する場合がある（本明細書では「汚染レベル」とも）。汚染には、例えば、灰、グリット（またはその任意のサブセット）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得る。汚染には、例えば、大きな粒子の汚染（例えば、グリット）が含まれる場合がある。グリットは、（例えば、約）５ミクロンよりも大きい同等の球の直径の粒子を含む、または粒子であり得る。グリットは、同等の球径が（例えば、約）５ミクロンより大きい炭素質および／または非炭素質粒子を含む、またはそれらであり得る。グリットは、炭素材料（コークス）、金属、半金属および／または金属／半金属化合物材料（例えば、金属／半金属酸化物、水酸化物、硫化物、セレン化物など、例えば金属酸化物の残留物）、イオン材料（例えば、単原子イオン、多原子イオンなどの塩）、またはそれらの任意の組み合わせを含み得るまたは包含し得る。コークス（例えば、コークス粒子）は、主に（例えば、実質的にすべて）炭素を含んでもよい。加熱時／加熱後、非気化材料（例えば、金属酸化物材料）が残り、灰を生成する場合がある（例えば、本明細書の他の箇所で説明するように、ＡＳＴＭ Ｄ１５０６により測定）。灰は、ＡＳＴＭ Ｄ１５０６−９９で規定されているように、５５０℃の酸素環境での加熱時／加熱後に分解および／または気化していない材料を含み得る。灰は、金属、半金属および／または金属／半金属化合物材料、および／またはイオン材料を含み得るまたは包含し得る汚染（例えば、グリットの含有）は、例えばＡＳＴＭ Ｄ１５１４水洗浄グリットテストを使用して定量化できる。いくつかの例では、グリット（またはその任意のサブセット）の量（例えば、３２５メッシュ）は、約５００ｐｐｍ（百万分の一ｐｐｍ）未満であり得る。汚染（例えば、灰の含有）は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１５０６（例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１５０６−９９）を使用して定量化することができる。超高純度と呼ばれることもある、極度に灰分が低次の炭素粒子（カーボンブラックなど）は、例えば０．０２％未満の灰（例えば、０．０２％未満の総灰分）を保有する場合がある。いくつかの例では、純度は、灰が約０．０５％、０．０３％または０．０１％（１００ｐｐｍ）未満、グリット（例えば、３２５メッシュ）が約５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満、またはゼロ、またはその組み合わせの場合がある。グリット（またはその任意のサブセット）の量（例えば、５００メッシュ、４００メッシュ、３２５メッシュ、および／または１２０メッシュ）は、例えば、約５％、２％、１％、０．５％、０．２％、０．１％、９００百万分率（ｐｐｍ）、８００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４５０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または１ｐｐｍ（例えば重量基準）以下であり得る。代替的または追加的に、グリット（またはその任意のサブセット）の量（例えば、５００メッシュ、４００メッシュ、３２５メッシュおよび／または１２０メッシュ）は、例えば、約０ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、４５０ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、９００ｐｐｍ、０．１％、０．２％、０．５％、または１％（例えば重量基準）以上であり得る。本明細書においてメッシュのサイズ（例えば、３２５メッシュおよび／または１２０メッシュ）に関して表されるグリット（またはその任意のサブセット）の量またはレベルの説明は、少なくともいくつかの構成では、他のメッシュサイズ（例えば、より小さい粒度、例えば４００および／または５００メッシュに対応するなど）、および／または公称粒度（例えば、約１２５ミクロン、１０５ミクロン、９０ミクロン、７５ミクロン、６３ミクロン、５３ミクロン、５０ミクロン、４５ミクロン、４４ミクロン、４０ミクロン、３７ミクロン、３５ミクロン、３０ミクロン、２５ミクロン、２０ミクロン、１５ミクロンまたは１０ミクロン以下）にも同様に適用できる。グリット（またはその任意のサブセット）は、粒子を実質的に（例えば、一切）含まない、または所定のサイズを超える（より大きい）粒子、または所定のサイズ範囲内（例えば、本明細書の他の箇所に記載され得る）の粒子を、最小限の量で含み得る。約１０ミクロン、１５ミクロン、２０ミクロン、２５ミクロン、３０ミクロン、３５ミクロン、３７ミクロン、４０ミクロン、４４ミクロン、４５ミクロン、５０ミクロン、５３ミクロン、６３ミクロン、７５ミクロン、９０ミクロン、１０５ミクロンまたは１２５ミクロン（例えば、約２０〜４０ミクロンより大きい（より大型））以上のグリット（またはその任意のサブセット）粒子の量は、例えば、約５％、２％、１％、０．５％、０．２％、０．１％、９００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４５０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または１ｐｐｍ（例えば、重量基準）以下であり得る。代替的または追加的に、約１０ミクロン、１５ミクロン、２０ミクロン、２５ミクロン、３０ミクロン、３５ミクロン、３７ミクロン、４０ミクロン、４４ミクロン、４５ミクロン、５０ミクロン、５３ミクロン、６３ミクロン、７５ミクロン、９０ミクロン、１０５ミクロンまたは１２５ミクロン（例えば、約２０〜４０ミクロンより大きい（より大型））以上のグリット（またはその任意のサブセット）粒子の量は、例えば、約０ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、４５０ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、９００ｐｐｍ、０．１％、０．２％、０．５％または１％（例えば、重量基準）以上であり得る。グリット（またはその任意のサブセット）は、例えば、約１２５μｍ、１０５μｍ、９０μｍ、７５μｍ、６３μｍ、５３μｍ、５０μｍ、４５μｍ、４４μｍ、４０μｍ、３７μｍ、３５μｍ、３０μｍ、２５μｍ、２０μｍ、１５μｍ、または１０μｍ以下の粒子のみを含むことができる。灰の量は、例えば、約５％、２％、１．５％、１％、０．５％、０．２％、０．１％、９００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４５０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１７５ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、１４０ｐｐｍ、１３０ｐｐｍ、１２０ｐｐｍ、１１０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、９０ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、７０ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または１ｐｐｍ（例えば、重量基準）以下であり得る。代替的または追加的に、灰の量は、例えば、約０ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、７０ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、９０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１１０ｐｐｍ、１２０ｐｐｍ、１３０ｐｐｍ、１４０ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、１７５ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、３５０ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、４５０ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、９００ｐｐｍ、０．１％、０．２％、０．５％または１％（例えば、重量基準）以上であり得る。灰は、金属および／または半金属元素を含んでもよい。いくつかの例では、炭素粒子は、そのような灰含有量（例えば、総灰含有量）を、１または複数のレベルの１または複数の遷移金属（例えば、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｂおよび／またはＶ）、Ｓｎおよび／または本明細書に記載の他の金属および／または半金属と組み合わせて、有し得る。いくつかの例では、炭素粒子はそのような灰含有量を有してもよく、灰は所与の全体レベルの金属および／または半金属元素を含んでもよい。例えば、灰の所定の割合（例えば、重量基準）以下は、本明細書に記載の金属および／または半金属の１または複数（例えば、サブセットまたはすべて）の不純物を含み得る、または不純物であり得る。灰は、例えば、本明細書に記載の金属および／または半金属の１または複数（例えば、サブセットまたはすべて）の約１００％、９９％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、０．０１％または０．００５％の不純物（例えば、重量基準）以下を含む、またはそれらであり得る。炭素粒子は、金属および／または半金属汚染の所定のレベルまたは限界を有し得る。いくつかの例では、本開示の炭素粒子は、金属および／または半金属汚染を実質的に（例えば、一切）有さない場合がある。１または複数の遷移金属（例えば、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｂおよび／またはＶ）、Ｓｎおよび／または他の金属および／または半金属の量は、単独でまたは組み合わせて、例えば、約１００ｐｐｍ、９０ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、７０ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、９ｐｐｍ、８ｐｐｍ、７ｐｐｍ、６ｐｐｍ、５ｐｐｍ、４．５ｐｐｍ、４ｐｐｍ、３．５ｐｐｍ、３ｐｐｍ、２．５ｐｐｍ、２ｐｐｍ、１．５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、９００ｐｐｂ、８００ｐｐｂ、７００ｐｐｂ、６００ｐｐｂ、５００ｐｐｂ、４５０ｐｐｂ、４００ｐｐｂ、３５０ｐｐｂ、３００ｐｐｂ、２９０ｐｐｂ、２８０ｐｐｂ、２７０ｐｐｂ、２６０ｐｐｂ、２５０ｐｐｂ、２４０ｐｐｂ、２３０ｐｐｂ、２２０ｐｐｂ、２１０ｐｐｂ、２００ｐｐｂ、１９０ｐｐｂ、１８０ｐｐｂ、１７０ｐｐｂ、１６０ｐｐｂ、１５０ｐｐｂ、１４０ｐｐｂ、１３０ｐｐｂ、１２０ｐｐｂ、１１０ｐｐｂ、１００ｐｐｂ、９０ｐｐｂ、８０ｐｐｂ、７０ｐｐｂ、６０ｐｐｂ、５０ｐｐｂ、４５ｐｐｂ、４０ｐｐｂ、３５ｐｐｂ、３０ｐｐｂ、２５ｐｐｂ、２０ｐｐｂ、１５ｐｐｂ、１０ｐｐｂ、５ｐｐｂ、１ｐｐｂ、０．５ｐｐｂ、または０．１ｐｐｂ（例えば、重量基準）以下であり得る。代替的または追加的に、１または複数の遷移金属（例えば、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｎｂおよび／またはＶ）、Ｓｎおよび／または他の金属および／または半金属の量は、単独でまたは組み合わせて、例えば、約０ｐｐｂ、０．１ｐｐｂ、０．５ｐｐｂ、１ｐｐｂ、５ｐｐｂ、１０ｐｐｂ、１５ｐｐｂ、２０ｐｐｂ、２５ｐｐｂ、３０ｐｐｂ、３５ｐｐｂ、４０ｐｐｂ、４５ｐｐｂ、５０ｐｐｂ、６０ｐｐｂ、７０ｐｐｂ、８０ｐｐｂ、９０ｐｐｂ、１００ｐｐｂ、１１０ｐｐｂ、１２０ｐｐｂ、１３０ｐｐｂ、１４０ｐｐｂ、１５０ｐｐｂ、１６０ｐｐｂ、１７０ｐｐｂ、１８０ｐｐｂ、１９０ｐｐｂ、２００ｐｐｂ、２１０ｐｐｂ、２２０ｐｐｂ、２３０ｐｐｂ、２４０ｐｐｂ、２５０ｐｐｂ、２６０ｐｐｂ、２７０ｐｐｂ、２８０ｐｐｂ、２９０ｐｐｂ、３００ｐｐｂ、３５０ｐｐｂ、４００ｐｐｂ、４５０ｐｐｂ、５００ｐｐｂ、６００ｐｐｂ、７００ｐｐｂ、８００ｐｐｂ、９００ｐｐｂ、１ｐｐｍ、１．５ｐｐｍ、２ｐｐｍ、２．５ｐｐｍ、３ｐｐｍ、３．５ｐｐｍ、４ｐｐｍ、４．５ｐｐｍ、５ｐｐｍ、６ｐｐｍ、７ｐｐｍ、８ｐｐｍ、９ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、７０ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、または９０ｐｐｍ以上であり得る。前述の金属および／または半金属元素は、灰の中に存在していてもよい。本明細書の金属不純物またはレベルのいずれの説明も、少なくともいくつかの構成では半金属不純物またはレベルに等しく適用でき、逆もまた同様である。炭素粒子
は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせてそのような純度を有し得る。
は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせてそのような純度を有し得る。
いくつかの例では、本開示の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、約０．０５％、０．０３％、または０．０１％未満の灰、または約５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満、またはゼロのグリット（例えば、３２５メッシュ）、またはその組み合わせの純度を有し得る。炭素粒子は、例えば、約３．０ｎｍを超えるＬｃ、約０．３５ｎｍ未満のｄ００２、約０．３％未満、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または１ｐｐｍの硫黄（総サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）、またはその任意の組み合わせと組み合わせて、そのような純度を有し得る。いくつかの例では、炭素粒子は、約０．０５％未満、０．０３％または０．０１％未満の灰、約５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満、またはゼロのグリット（例えば、３２５メッシュ）、約３．０ｎｍを超えるＬｃ、約０．３５ｎｍ未満のｄ００２、約０．３％、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または１ｐｐｍ未満の硫黄（総サンプルの割合および／または生成されるときの重量基準）、またはその任意の組み合わせを含み得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定レベルのイオン性不純物を含んでいてもよい。イオン性不純物は、灰の成分であり得る（例えば、灰中のイオン性材料として）。そのようなイオン性不純物には、水に溶解する塩が含まれ得る。そのような塩には、例えば、金属および／または半金属塩（例えば、本明細書に記載の金属および／または半金属の１または複数を含む）、および／または非金属塩（例えば、塩化アンモニウム）が含まれ得る。いくつかの例では、イオン性不純物は１または複数の金属塩を含んでもよい。金属塩は、金属不純物の一種であり得る。金属不純物のレベルは、本明細書の他の場所でより詳細に説明されている通りであり得る。イオン性不純物の量（例えば、１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を水で洗浄し、水の導電率を測定することで測定）は、例えば、約５％、４％、３％、２％、１％、０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％、０．４％、０．３％、０．２％、０．１％、９００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、０．２５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．０１ｐｐｍ、５十億分率（ｐｐｂ）または１ｐｐｂ以下（例えば、質量基準）であり得る。代替的または追加的に、イオン性不純物の量（例えば、１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を水で洗浄し、水の導電率を測定することで測定）は、例えば、約０ｐｐｍ、１ｐｐｂ、５ｐｐｂ、０．０１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．２５ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、９００ｐｐｍ、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１％、２％、３％、または４％以上（例えば、質量基準）であり得る。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのようなイオン不純物レベルを有し得る。
純度は、主に灰、コークス、および／またはグリットによる汚染の文脈で本明細書に記載される場合があるが、場合によっては、他の種類の汚染または不純物を参照および／または含むために純度が使用される場合がある。例えば、ある状況では、高純度とは、低硫黄、低酸素レベル、低遷移金属、および／または低レベルの他の種類の汚染または不純物を示す、または含む場合がある。本明細書では、炭素粒子（例えば、複数の炭素ナノ粒子などの複数の炭素粒子）を使用して、炭素粒子のみ、および／またはいずれかの不純物を伴う炭素粒子（例えば、炭素ナノ粒子）を示すことができる（例えば、「炭素粒子」には、実質的に非炭素のいずれかの物体が含まれる場合がある）。
いくつかの例では、炭素粒子は、約１５ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有してもよい。炭素粒子は、５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリットおよびゼロｐｐｍの１２０メッシュグリットと組み合わせて、そのような表面領域および構造を有し得る。いくつかの例では、本開示の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、約１５ｍ２／ｇから約２５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、３２５メッシュグリット５ｐｐｍ未満または１ｐｐｍ未満、１２０メッシュグリット１ｐｐｍ未満、またはゼロｐｐｍ、またはその任意の組み合わせを有してもよい。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）のペレットは、所定の微粉含有量を有し得る。微粉（５’および／または２０’など）は、例えばＡＳＴＭ Ｄ１５０８に従って測定できる。微粉（例えば、５’および／または２０’）含有量（例えば、重量基準）は、例えば、約１５％、１０％、５％、４．５％、４％、３．５％、３％、２．８％、２．６％、２．４％、２．２％、２％、１．９％、１．８％、１．７％、１．６％、１．５％、１．４％、１．３％、１．２％、１．１％、１％、０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％、０．４％、０．３％、０．２％、０．１％、０．０５％、０．０１％または０．００５％以下であり得る。代替的または追加的に、微粉（例えば、５’および／または２０’）の含有量（例えば、重量基準）は、例えば、約０％、０．００５％、０．０１％、０．０５％、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、２％、２．２％、２．４％、２．６％、２．８％、３％、３．５％、４％または５％以上であり得る。炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような微粉含有量を有し得る。
本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）のペレットおよび／またはフラフィーは、所定の微粉ふるい残留物（例えば、３２５メッシュおよび／または３５メッシュ）を有し得る。例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１５１４に従って、３２５メッシュおよび３５メッシュのふるい残留物を測定できる。ふるい（例えば、３２５メッシュおよび／または３５メッシュ）残留物の量は、例えば、約０．５％、０．２％、０．１％、９００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１７５ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、１２５ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ（例えば、重量基準）以下であり得る。代替的または追加的に、ふるい（例えば、３２５メッシュおよび／または３５メッシュ）残留物の量は、例えば、約０ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、７５ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、１２５ｐｐｍ、１５０ｐｐｍ、１７５ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、２５０ｐｐｍ、３００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、６００ｐｐｍ、７００ｐｐｍ、８００ｐｐｍ、９００ｐｐｍまたは０．１％（例えば、重量基準）以上であり得る。炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのようなふるい残留物を有し得る。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、所定のペレット特性を有していてもよい。ペレット化の際、炭素粒子は、所定のペレット硬度（例えば、個々および／または平均）を有し得る。個々および平均のペレット硬度は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ５２３０に従って測定できる。いくつかの例では、個別および／または平均のペレット硬度は、約９０重量グラム（ｇｆ）または５０ｇｆ以下であり得る。ペレット硬度（例えば、個別および／または平均）は、例えば、約３００ｇｆ、２５０ｇｆ、２００ｇｆ、１８０ｇｆ、１６０ｇｆ、１４０ｇｆ、１２０ｇｆ、１００ｇｆ、９５ｇｆ、９０ｇｆ、８５ｇｆ、８０ｇｆ、７５ｇｆ、７０ｇｆ、６５ｇｆ、６０ｇｆ、５５ｇｆ、５１ｇｆ、５０ｇｆ、４８ｇｆ、４５ｇｆ、４０ｇｆ、３５ｇｆ、３０ｇｆ、２５ｇｆ、２４ｇｆ、２３ｇｆ、２２ｇｆ、２１ｇｆ、２０ｇｆ、１９ｇｆ、１８ｇｆ、１７ｇｆ、１６ｇｆ、１５ｇｆ、１４ｇｆ、１３ｇｆ、１２ｇｆ、１１ｇｆ、１０ｇｆ、５ｇｆまたは１ｇｆ以下であり得る。代替的または追加的に、ペレット硬度（例えば、個別および／または平均）は、例えば、約０．０５ｇｆ、１ｇｆ、５ｇｆ、１０ｇｆ、１１ｇｆ、１２ｇｆ、１３ｇｆ、１４ｇｆ、１５ｇｆ、１６ｇｆ、１７ｇｆ、１８ｇｆ、１９ｇｆ、２０ｇｆ、２１ｇｆ、２２ｇｆ、２３ｇｆ、２４ｇｆ、２５ｇｆ、３０ｇｆ、３５ｇｆ、４０ｇｆ、４５ｇｆ、４８ｇｆ、５０ｇｆ、５１ｇｆ、５５ｇｆ、６０ｇｆ、６５ｇｆ、７０ｇｆ、７５ｇｆ、８０ｇｆ、８５ｇｆ、９０ｇｆ、９５ｇｆ、１００ｇｆ、１２０ｇｆ、１４０ｇｆ、１６０ｇｆ、１８０ｇｆ、２００ｇｆ、２５０ｇｆ、または３００ｇｆ以上であり得る。炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのようなペレット特性を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、所定のヨウ素価を有していてもよい。ヨウ素価は、１または複数の炭素粒子の表面積に関連している場合がある（例えば、カーボンブラック）。本明細書の他の場所で説明されるように、表面積は、（内部）多孔性を除く表面積を示し得る。ヨウ素価は、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ１５１０に従って測定することができる。ヨウ素価は、例えば、約１ｍｇ／ｇ、２ｍｇ／ｇ、４ｍｇ／ｇ、６ｍｇ／ｇ、８ｍｇ／ｇ、１０ｍｇ／ｇ、１２ｍｇ／ｇ、１４ｍｇ／ｇ、１６ｍｇ／ｇ、１８ｍｇ／ｇ、２０ｍｇ／ｇ、２２ｍｇ／ｇ、２４ｍｇ／ｇ、２６ｍｇ／ｇ、２８ｍｇ／ｇ、３０ｍｇ／ｇ、３２ｍｇ／ｇ、３４ｍｇ／ｇ、３６ｍｇ／ｇ、３８ｍｇ／ｇ、４０ｍｇ／ｇ、４２ｍｇ／ｇ、４４ｍｇ／ｇ、４６ｍｇ／ｇ、４８ｍｇ／ｇ、４９ｍｇ／ｇ、５０ｍｇ／ｇ、５５ｍｇ／ｇ、６０ｍｇ／ｇ、６５ｍｇ／ｇ、７０ｍｇ／ｇ、７５ｍｇ／ｇ、８０ｍｇ／ｇ、８５ｍｇ／ｇ、９０ｍｇ／ｇ、１００ｍｇ／ｇ、１５０ｍｇ／ｇまたは２００ｍｇ／ｇ以上であり得る。代替的または追加的に、ヨウ素価は、例えば、約２００ｍｇ／ｇ、１５０ｍｇ／ｇ、１００ｍｇ／ｇ、９０ｍｇ／ｇ、８５ｍｇ／ｇ、８０ｍｇ／ｇ、７５ｍｇ／ｇ、７０ｍｇ／ｇ、６５ｍｇ／ｇ、６０ｍｇ／ｇ、５５ｍｇ／ｇ、５０ｍｇ／ｇ、４９ｍｇ／ｇ、４８ｍｇ／ｇ、４６ｍｇ／ｇ、４４ｍｇ／ｇ、４２ｍｇ／ｇ、４０ｍｇ／ｇ、３８ｍｇ／ｇ、３６ｍｇ／ｇ、３４ｍｇ／ｇ、３２ｍｇ／ｇ、３０ｍｇ／ｇ、２８ｍｇ／ｇ、２６ｍｇ／ｇ、２４ｍｇ／ｇ、２２ｍｇ／ｇ、２０ｍｇ／ｇ、１８ｍｇ／ｇ、１６ｍｇ／ｇ、１４ｍｇ／ｇ、１２ｍｇ／ｇ、１０ｍｇ／ｇ、８ｍｇ／ｇ、６ｍｇ／ｇ、４ｍｇ／ｇ、２ｍｇ／ｇまたは１ｍｇ／ｇ以下であり得る。炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのようなヨウ素価を有し得る。
１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、「フラーレン様」部分（例えば、本明細書に記載のプロセスで生成されたカーボンブラック）を含んでもよい。フラーレン様部分のさらなる詳細については、例えば、「Ｔｈｅ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ａ Ｆｕｌｌｅｒｅｎｅ−Ｌｉｋｅ Ｃｏｎｃｅｐｔ ｉｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｂｌａｃｋ Ｓｃｉｅｎｃｅ」，Ｃａｒｂｏｎ，２００２，ｐａｇｅｓ１５７−１６２を参照されたい。これは、参照により本明細書に完全に組み込まれる。本明細書に記載のシステムおよび方法（およびプロセス）により、フラーレン様部分（本明細書では「表面活性部位」とも）を炭化水素前駆体から１ステップで製造することができる（例えば、すでに製造されたカーボンブラックの処理と比較して）。ワンステッププロセスは、（例えば、図１および５に関して）本明細書で説明されるようなものであり得る。そのようなフラーレン様部分の例は、例えば、同一出願人による同時係属中の国際公開第２０１７／０４８６２１号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＦＲＯＭ ＮＡＴＵＲＡＬ ＧＡＳ」）に提供されており、それは参照により本明細書に完全に組み込まれる。１または複数の炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の他の特性と組み合わせて、そのようなフラーレン様部分を有してもよい。
炭素粒子（例えばカーボンブラック）は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と比較して、結晶化度の増加、ｄ００２の減少、水素含量の減少、硫黄含量の減少および／または酸素含量の減少と組み合わせて、そのようなフラーレン様部分を有してもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）の２倍以上の結晶化度、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）の３分の１の水素含量、および参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）の硫黄より１０分の１以上少ないフラーレン様部分を有してもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と比較して異なる結晶化度および／または表面活性を有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と比較して、異なるＬｃ値、異なるｄ００２値、異なる水素含有量、異なる硫黄含有量および／または異なる酸素含有量を有し得る。炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）の値よりも、少なくとも約１．０１、１．０５、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、４．８、４．９、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、または５０倍大きいＬｃを有してもよい。さらに、炭素粒子のＬｃは、場合によっては、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）の、最大で約５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１４、１３、１２、１１、１０、５、４．９、４．８、４．７、４．６、４．５、４．４、４．３、４．２、４．１、４、３．９、３．８、３．７、３．６、３．５、３．４、３．３、３．２、３．１、３、２．９、２．８、２．７、２．６、または２．５倍であり得る。炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、少なくとも約０．１％、０．５％、１％、１．５％、２％、２．５％、３％、３．５％、４％、４．５％、５％、５．５％、６％、６．５％、７％、７．５％、８％、８．５％、９％、９．５％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、２０％、２５％または５０％低いｄ００２を有してもよい。さらに、炭素粒子のｄ００２は、場合によっては、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、最大で約５０％、２５％、２０％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９．５％、９％、８．５％、８％、７．５％、７％、６．５％、６％、５．５％、５％、４．５％、または４％低くてもよい。炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、少なくとも約１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５１％、５２％、５３％、５４％、５５％、５６％、５７％、５８％、５９％、６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７１％、７２％、７３％、７４％、７５％、７５％、７６％、７７％、７８％、７９％、８０％、８５％、９０％、９５％、９９％、または１００％低い水素含有量を有してもよい。さらに、場合によっては、水素含有量は、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、最大で約１００％、９９％、９５％、９０％、８５％、８０％、７９％、７８％、７７％、７６％、７５％、７４％、７３％、７２％、７１％、７０％、６９％、６８％、６７％、６６％、６５％、６４％、６３％、６２％、６１％、６０％、５９％、５８％、５７％、５６％、５５％、５４％、５３％、５２％、５１％、または５０％低くてもよい。炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、少なくとも約１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％または１００％低い硫黄含有量を有してもよい。さらに、硫黄含有量は、場合によっては、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、最大で約１００％、９９．９％、９９．５％、９９％、９８％、９７％、９６％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％または９０％低くてもよい。炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、少なくとも約１％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、７０％、７５％、８０％、８１％、８２％、８３％、８４％、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、１００％低くてもよい。さらに、酸素含有量は、場合によっては、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、最大で約１００％、９９．９％、９９．５％、９９％、９８％、９７％、９６％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％、９０％、８９％、８８％、８７％、８６％、８５％、８４％、８３％、８２％、８１％、８０％、７５％、７０％、６５％または６０％低くてもよい。いくつかの例では、炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、約１０％低い量から約５０％高い量の窒素含有量を有し得る。炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、少なくとも約１．０１、１．０５、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３、３．１、３．２、３．３、３．４、３．５、３．６、３．７、３．８、３．９、４、４．１、４．２、４．３、４．４、４．５、４．６、４．７、４．８、４．９、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、または５０倍大きい窒素含有量を有し得る。さらに、炭素粒子の窒素含有量は、場合によっては、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、最大で約５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１４、１３、１２、１１、１０、５、４．９、４．８、４．７、４．６、４．５、４．４、４．３、４．２、４．１、４、３．９、３．８、３．７、３．６、３．５、３．４、３．３、３．２、３．１、３、２．９、２．８、２．７、２．６、２．５、２．４、２．３、２．２、２．１、２、１．９、１．８、１．７、１．６、または１．５倍大きくてもよい。炭素粒子は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、少なくとも約０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１２％、１４％、１６％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、または５０％低い窒素含有量を有し得る。さらに、炭素粒子の窒素含有量は、場合によっては、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）よりも、最大で約１００％、９９％、９０％、７５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％であり得る、１８％、１６％、１４％、１２％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、または１％低くてもよい。Ｎ２ＳＡとＤＢＰがほとんど変化していない場合でも、炭素粒子はこのような特性または特徴を備えている可能性がある。上述の炭素粒子（例えば、炭素ナノ粒子）は、例えば、本明細書の他の場所でより詳細に説明されるようなワンステッププロセスで作製されてもよい。
１または複数の参照炭素粒子には、参照カーボンブラックが含まれ得る。参照カーボンブラックは、ファーネスブラックプロセス（本明細書では「ファーネスプロセス」とも）、ランプブラックプロセス、ガスブラックプロセス、チャンネルブラックプロセス、サーマルブラックプロセス、アセチレンブラックプロセスおよび／または歴史的ガスファーネスブラックプロセスで作られたカーボンブラック材料であってもよい。また、それは本明細書に記載の１または複数のプロセスにより生成される炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）の２０％以内のＮ２ＳＡおよびＤＢＰの値を有する。いくつかの例では、参照カーボンブラックは、これらのプロセスのサブセット（例えば、１つ）によってのみ提供され得る。いくつかの例では、参照カーボンブラックは、本明細書に記載の１または複数のプロセスにより生成される炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）の２０％以内のＮ２ＳＡとＤＢＰの値を持つファーネスプロセス（例えば、重油でファーネスプロセスを介して作られたカーボンブラック）で作られたカーボンブラック材料であってよい。ファーネスプロセスで作られた参照カーボンブラックは、場合によっては「ファーネスブラック対応物」と呼ばれることがある。参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）は、特定のグレードを示し得る。グレードは、Ｎ２ＳＡおよびＤＢＰ値によって判定され得る（例えば、本書の他の場所で説明されている）。異なるプラントおよび異なる製造業者（例えば、ファーネスプロセスを使用する異なるプロセスおよび異なる製造業者）によって作成された参照カーボンブラック間の水素含有量、酸素含有量、硫黄含有量、および結晶化度の変動は非常に小さい場合がある。ファーネスブラックはすべてこれらの特性が非常に類似しているため、表面活性または結晶化度の違いにより、ごくわずかな違いしか特定できない。いくつかの例では、参照カーボンブラックは、本明細書に記載の１または複数のプロセスにより生成される炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）の２０％以内のＮ２ＳＡおよびＤＢＰの値を有するサーマルブラックプロセスで製造されるカーボンブラック材料であり得る。
いくつかの例において、炭素粒子（例えば、炭素ナノ粒子）は、約１ミクロンまたは７００ｎｍ未満の体積相当球径であり得、約３．０ナノメートル（ｎｍ）または４ｎｍより大きいＬｃを有し得る。さらに、炭素粒子のｄ００２は約０．３６ｎｍまたは０．３５ｎｍ未満であってよく、フラーレン様の表面構造を含み、生成時に０．２重量％以下の水素、生成時に０．４％重量％以下の酸素、生成時の重量で０．３％、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ以下の硫黄、またはそれらの任意の組み合わせであってよい。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、ファーネスブラック対応物および／または他の参照カーボンブラック）よりも高いトートを有し得る。本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも、少なくとも約０％、０．００５％、０．１％、０．２％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２１％、２２％、２３％、２４％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、９０％、９５％、または１００％高いトートを有してよい。さらに、トートは、場合によって、最大で約１００％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２９％、２８％、２７％、２６％、２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％または１％参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも高くてもよい。
本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも少ない酸性基を有し得る。加えて、存在する酸性基は弱酸性基（例えば、フェノール、キノンなど）であってもよい。本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック粒子）よりも、少なくとも約０％、０．００５％、０．１％、０．２％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２１％、２２％、２３％、２４％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５１％、５２％、５３％、５４％、５５％、５６％、５７％、５８％、５９％、６０％、６１％、６２％、６３％、６４％、６５％、６６％、６７％、６８％、６９％、７０％、７５％、８０％、９０％、９５％、または１００％少ない表面酸性基（例えば、少ない含有量）を有していてもよい。さらに、表面酸性基の含有量は、場合によっては、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラックなど）よりも、最大で約１００％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６９％、６８％、６７％、６６％、６５％、６４％、６３％、６２％、６１％、６０％、５９％、５８％、５７％、５６％、５５％、５４％、５３％、５２％、５１％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２９％、２８％、２７％、２６％、２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％または１％低くてもよい。
本開示に従って（例えば、プラズマで）生成された炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）は、ゴムに配合されてもよい。本明細書で説明されるシステムおよび方法（およびプロセス）は、エラストマー化合物を強化することができる良質の炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）をうまく生成することができる。特性とゴムの能力の結果の例（例えば、ファーネスベースのカーボンブラックと比較した場合）は、例えば、同一出願人による同時係属の国際公開第２０１７／０４８６２１号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＦＲＯＭ ＮＡＴＵＲＡＬ ＧＡＳ」）に記載されており、これは参照により本明細書に完全に組み込まれる。いくつかの例では、本開示に従って生成されたカーボンブラックは、参照カーボンブラックと比較して実質的に同様のまたは改善された能力を提供し得る。いくつかの例では、本開示に従ったカーボンブラックを使用すると、参照カーボンブラック（本明細書では「参照カーボンブラックエラストマー複合体」とも）を含むエラストマーの能力と比較して、約０％、０．００５％、０．１％、０．２％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１４％、１６％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、５０％、７５％、または１００％以上エラストマー複合材料の能力を増加させることができる。本開示に従って製造されたカーボンブラックを含むエラストマーを使用することは、所定の温度（例えば、６０℃でのタンデルタにおけるそのような（または対応する）低下）での能力のそのような向上をもたらす一方で、別の温度で能力を維持（例えば０℃のタンデルタ）し、したがって、例えば、所定の温度範囲にわたってそのような全体的な能力の向上をもたらす（例えば、「デルタタンデルタ」の増加）。本明細書の他の場所でより詳細に説明するように、本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、１または複数の参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも結晶性のあるものであり得る。いくつかの例では、１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は１または複数の参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも結晶性が高い場合があるが、ゴムの能力は表面活性が存在することを示す場合がある。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、ポリマー（例えば、ゴム）内でペレット化および／または分散する場合がある。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）と同様または実質的に同じペレット化をしても、および／または分散してもよい。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）と同様の様式で炭素界面活性剤で帯電および／または分散し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）と溶液中で実質的に同じ粒子帯電を有し得る。いくつかの例では、炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも速く分散する電位である場合がある。ゼータ電位分析を使用して、帯電および／または分散を定量化できる。水溶液およびカチオン性短ポリマー鎖アンモニウムベースの界面活性剤を用いて、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約５ミリボルト（ｍＶ）、１０ｍＶ、１５ｍＶ、２０ｍＶ、２５ｍＶ、３０ｍＶ、３１ｍＶ、３２ｍＶ、３３ｍＶ、３４ｍＶ、３５ｍＶ、３６ｍＶ、３７ｍＶ、３８ｍＶ、３９ｍＶ、４０ｍＶ、４５ｍＶまたは５０ｍＶ以上のゼータ電位に帯電し得る。代替的または追加的に、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約５０ｍＶ、４５ｍＶ、４０ｍＶ、３９ｍＶ、３８ｍＶ、３７ｍＶ、３６ｍＶ、３５ｍＶ、３４ｍＶ、３３ｍＶ、３２ｍＶ、３１ｍＶ、３０ｍＶ、２５ｍＶ、２０ｍＶ、１５ｍＶまたは１０ｍＶ以下のゼータ電位に帯電し得る（水溶液およびカチオン性ポリマー短鎖アンモニウム系界面活性剤を使用）。水溶液およびアニオン性メタクリレート短鎖ポリマー界面活性剤では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約−８０ｍＶ、−７５ｍＶ、−７０ｍＶ、−６５ｍＶ、−６０ｍＶ、−５９ｍＶ、−５８ｍＶ、−５７ｍＶ、−５６ｍＶ、−５５ｍＶ、−５０ｍＶ、−４９ｍＶ、−４８ｍＶ、−４７ｍＶ、−４６ｍＶ、−４５ｍＶ、−４４ｍＶ、−４３ｍＶ、−４２ｍＶ、−４１ｍＶ、−４０ｍＶ、−３９ｍＶ、−３８ｍＶ、−３７ｍＶ、−３６ｍＶ、−３５ｍＶ、−３０ｍＶ、−２５ｍＶ、−２０ｍＶまたは−１５ｍＶ以上のゼータ電位に帯電し得る。代替的または追加的に、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、約−１５ｍＶ、−２０ｍＶ、−２５ｍＶ、−３０ｍＶ、−３５ｍＶ、−３６ｍＶ、−３７ｍＶ、−３８ｍＶ、−３９ｍＶ、−４０ｍＶ、−４１ｍＶ、−４２ｍＶ、−４３ｍＶ、−４４ｍＶ、−４５ｍＶ、−４６ｍＶ、−４７ｍＶ、−４８ｍＶ、−４９ｍＶ、−５０ｍＶ、−５５ｍＶ、−５６ｍＶ、−５７ｍＶ、−５８ｍＶ、−５９ｍＶ、−６０ｍＶ、−６５ｍＶまたは−７０ｍＶ以下のゼータ電位まで帯電し得る（水溶液およびアニオン性メタクリレート短鎖ポリマー界面活性剤を使用）。炭素粒子は、本明細書に記載される１または複数の他の特性と組み合わせて、そのような帯電特性含有量を有し得る。
いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、ファーネスブラック対応物および／または他の参照カーボンブラック）よりも親水性が低い場合がある。これにより、ポリマー（例えば、エラストマー）の分散が速くなり、および／または生成された１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の水分が少なくなり得る。本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラックおよび／または硝酸処理参照カーボンブラック）よりも、少なくとも約０％、０．００５％、０．１％、０．２％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１４％、１６％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、７０％、７５％、８０％、９０％、９５％、または１００％低い親水性（例えば、ＷＳＰに関して）を有し得る。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも低い水分含有量（例えば、元素分析により判定される％）を有し得る。本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも、少なくとも約０％、０．００５％、０．１％、０．２％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１４％、１６％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、９０％、９５％、または１００％低い含水率を有し得る。さらに、含水率は、場合によって、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも、最大で約１００％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１８％、１６％、１４％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、または１％低くてもよい。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、ファーネスブラック対応物および／または他の参照カーボンブラック）よりも速く分散し得る。本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）の分散よりも、例えば、少なくとも約０％、０．００５％、０．１％、０．２％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１４％、１６％、１８％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、９０％、９５％、または１００％速い分散を有してもよい。さらに、場合によっては、分散は最大で、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）よりも約１００％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１８％、１６％、１４％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、または１％高速であり得る。
本開示に従って生成される１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンナノ粒子）は、電界放出走査電子顕微鏡（ＦＥＳＥＭ）および／または透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）分析を使用して分析され得る。そのような分析は、例えば、表面活性部位を識別するために使用され得る。ＦＥＳＥＭおよび／またはＴＥＭを使用して分析した場合、１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、分析上１または複数の粒子が、１または複数の参照粒子と比較して実質的な（例えば、強い）違いがある可能性があるとしても、１または複数の参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）と実質的に同じように見える（例えば、視覚的に表示される）場合がある。そのような違いは、本明細書の他の箇所で説明されている通りであり得る。
本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）に実質的に類似する（例えば、同じ）１または複数の特性、参照炭素粒子（例えば、参照カーボンブラック）と実質的に異なる１または複数の特性、またはそれらの組み合わせを有し得る。例えば、本明細書に記載のカーボンブラックは、参照カーボンブラックと１または複数の実質的に類似の（例えば、同じ）特性を有し得る。例では、本開示によるカーボンブラック（例えば、約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ）は、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と比較して以下の特性を有し得る：参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と実質的に同じ（例えば、同じ）表面積および構造（例えば、参照カーボンブラック／ファーネスブラック対応物の表面積および構造に関連して本明細書の他の箇所でさらに詳細に説明するように）；エラストマーを強化する実質的に同じ（例えば、同じ）能力；増加したデルタタンデルタ；ファーネスブラックよりも結晶性；集合楕円体粒子；ファーネスブラックと実質的に同じ（例えば、同じ）方法で、ポリマー（例えば、ゴム）内でペレット化し、分散する；より速く分散する電位；ファーネスブラックと比較した場合の水素と酸素の含有量が低い；ファーネスブラックよりも親水性が低い；ファーネスブラックよりも少ない表面酸基；ファーネスブラックと比較した場合、溶液中の粒度分布と粒子帯電は実質的に同じ（例えば、同じ）。別の例では、本開示によるカーボンブラック（例えば、約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ）は、参照カーボンブラック（例えばファーネスブラック対応物）と比較して以下の特性を有し得る：参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と実質的に同じ（例えば、同じ）表面積および構造（例えば、参照カーボンブラック／ファーネスブラック対応物の表面積および構造に関連して本明細書の他の箇所でさらに詳細に説明するように）；ＡＳＴＭ Ｄ３１９１処方でＳＢＲを強化する能力がわずかに低下するか、実質的に同じ；集合楕円体粒子；ファーネスブラックと実質的に同じ（例えば、同じ）方法で、ポリマー（例えば、ゴム）内でペレット化し、分散する；より速く分散する電位；ファーネスブラックと比較した場合の水素と酸素の含有量が低い；ファーネスブラックよりも結晶性がある；ファーネスブラックよりも親水性が低い；ファーネスブラックよりも少ない表面酸基；およびファーネスブラックと比較した場合、溶液中の粒度分布と粒子帯電は実質的に同じ（例えば、同じ）。
例では、本開示によるカーボンブラックは、約４０ｍｇ／ｇのヨウ素価、約３６ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、約３１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、約６５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ；ＣＤＢＰ約６５ｍｌ／１００ｇ、個々のペレット硬度約１８〜９０ｇｆ、平均ペレット硬度約４８ｇｆ、ふるい残留物（３２５メッシュ）約５０ｐｐｍ未満、ふるい残留物（３５メッシュ）約０ｐｐｍ、約５％の最大微粉（５’）、約１０％の最大微粉（２０’）、約９６％のトート、および約０．５％未満の水分を有し得る。別の例では、本開示によるカーボンブラックは、約３８ｍｇ／ｇのヨウ素価、約３７ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、約３３ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、約８５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ；ＣＤＢＰ約７９ｍｌ／１００ｇ、個々のペレット硬度約１８〜９０ｇｆ、平均ペレット硬度約５０ｇｆ、ふるい残留物（３２５メッシュ）約１２５ｐｐｍ、ふるい残留物（３５メッシュ）約０ｐｐｍ、約０．５％の最大微粉（５’）、約１．２％の最大微粉（２０’）、約９３％のトート、および約０．５％未満の水分を有し得る。別の例では、本開示によるカーボンブラックは、約４９ｍｇ／ｇのヨウ素価、約４４ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、約１０４ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ；ＣＤＢＰ約９４ｍｌ／１００ｇ、個々のペレット硬度約１８〜９０ｇｆ、ふるい残留物（３２５メッシュ）約８０ｐｐｍ、ふるい残留物（３５メッシュ）約０ｐｐｍ、約９８％のトート、および約０．５％未満の水分を有し得る。さらに別の例では、本開示によるカーボンブラックは、約３０ｍｇ／ｇのヨウ素価、約２７ｍ２／ｇのＳＴＳＡ、約２４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、約７２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ；ＣＤＢＰ約６９ｍｌ／１００ｇ、個々のペレット硬度約１８〜９０ｇｆ、平均ペレット硬度約５１ｇｆ、ふるい残留物（３２５メッシュ）約５０ｐｐｍ未満、ふるい残留物（３５メッシュ）約０ｐｐｍ、約５％の最大微粉（５’）、約１０％の最大微粉（２０’）、約９７％のトート、および約０．５％未満の水分を有し得る。
前述のように、本明細書に記載の１または複数の炭素粒子（例えば、１または複数のカーボンブラック粒子）は、本明細書に記載の特性の様々な組み合わせを有してもよい（例えば、粒子は、本明細書に記載されている１または複数の他１または複数のの特性と組み合わせて、所定の特性を有してもよい）。例えば、炭素粒子は、本明細書に記載の１または複数の形状（例えば、楕円因子）と（それ自体以外の）組み合わせた所与の特性の１または複数（値）、本明細書に記載の１または複数のサイズ／サイズ分布（例えば、ＤＬＳにより決定される体積等価球直径および／または粒子サイズ／サイズ分布）、本明細書に記載されている１または複数の真密度、本明細書に記載の１または複数の結晶化度（例えば、Ｌａ、Ｌｃ、および／またはｄ００２値）、本明細書に記載されている１または複数の親水性内容物（例えば、水および／またはＷＳＰ値を吸収する親和性）、本明細書に記載の１または複数の表面酸基含有量、本明細書に記載の１または複数の酸素含有量、本明細書に記載の１または複数の水素含有量、本明細書に記載の１または複数の硫黄含有量、本明細書に記載の１または複数の窒素含有量、本明細書に記載の１または複数の炭素含有量、本明細書に記載の１または複数の表面積（例えば、Ｎ２ＳＡおよび／またはＳＴＳＡ値）、本明細書に記載の１または複数の構造（例えば、１または複数のＤＢＰ値）、本明細書に記載される１または複数のＰＡＨ含有量（例えば、ＰＡＨの量および／またはトート値）、本明細書に記載の１または複数の純度（例えば、灰、金属／半金属、イオン、コークスおよび／またはグリット汚染レベル）、本明細書に記載の１または複数のフラーレン様部分、本明細書に記載の１または複数の補強特性（例えば、本明細書では「タンデルタ」とも）および／または他の関連値）、本明細書に記載の１または複数のヨウ素価、本明細書に記載の１または複数のペレット特性（例えば、個々のおよび／または平均ペレット硬度値）、本明細書に記載の１または複数のふるい残留物（例えば、３２５および／または３５メッシュ）、本明細書に記載の１または複数の微粉含有量（例えば、５’および／または２０’）、本明細書に記載の１または複数の水分含量、本明細書に記載の１または複数の帯電および／または分散（溶液中）特性、またはそれらの任意の組み合わせを有し得る。
いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１０ｍ２／ｇより大きく約１００ｍ２／ｇより小さいＮ２ＳＡを有していてもよい。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１００ｍ２／ｇ、５０ｍ２／ｇ、４６ｍ２／ｇ、４５ｍ２／ｇ、４１ｍ２／ｇ、４０ｍ２／ｇ、３９ｍ２／ｇ、３５ｍ２／ｇ、３４ｍ２／ｇ、３０ｍ２／ｇ、２９ｍ２／ｇ、２３ｍ２／ｇまたは１９ｍ２／ｇ、１５ｍ２／ｇまたは１３ｍ２／ｇ未満のＮ２ＳＡを有してもよい。炭素粒子は、例えば、約１４０ｍｌ／１００ｇ、１３５ｍｌ／１００ｇまたは１３０ｍｌ／１００ｇ未満のＤＢＰと組み合わせて、そのような表面積を有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２ｍ２／ｇから約１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約３７ｍｌ／１００ｇから約４９ｍｌ／１００ｇまたは約３３ｍｌ／１００ｇから約５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１０ｍ２／ｇまたは１８ｍ２／ｇから約２９ｍ２／ｇまたは３７ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約８２ｍｌ／１００ｇまたは８３ｍｌ／１００ｇから約１３５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例において、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１５ｍ２／ｇから約２８ｍ２／ｇまたは約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約８７ｍｌ／１００ｇから約１０２ｍｌ／１００ｇまたは約８２ｍｌ／１００ｇから約１０２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２２ｍ２／ｇから約３４ｍ２／ｇまたは約１７ｍ２／ｇから約３７ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１３ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇまたは約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇまたは２５ｍ２／ｇから約３８ｍ２／ｇまたは４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約３９ｍｌ／１００ｇから約７７ｍｌ／１００ｇまたは８２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２４ｍ２／ｇから約３６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６６ｍｌ／１００ｇから約７８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約６２ｍｌ／１００ｇから約８２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２６ｍ２／ｇから約３８ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２４ｍ２／ｇから約３７ｍ２／ｇまたは約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約５７ｍｌ／１００ｇまたは約４２ｍｌ／１００ｇから約６２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１７ｍ２／ｇまたは２４ｍ２／ｇから約５１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１０８ｍｌ／１００ｇから約１３３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３０ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１６ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２６ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１２ｍｌ／１００ｇから約１３２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例において、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、（例えば、約）１５〜３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡと、３２５ｐｐｍの低いグリットを有する（例えば、約）１１５〜１２７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、および低硫黄（例えば、本明細書の他の箇所に記載されている）を有し得る。いくつかの例において、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、Ｎ２ＳＡ（例えば、約）１５〜３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡと、３２５ｐｐｍの低いグリットを有するＤＢＰ（例えば、約）８０〜１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、および低硫黄（例えば、本明細書の他の箇所に記載されている）を有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２９ｍ２／ｇ、２３ｍ２／ｇまたは１９ｍ２／ｇから約８ｍ２／ｇ、１３ｍ２／ｇまたは１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約６５ｍｌ／１００ｇ、５９ｍｌ／１００ｇまたは５５ｍｌ／１００ｇから約４３ｍｌ／１００ｇ、４７ｍｌ／１００ｇ、４９ｍｌ／１００ｇまたは５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約７０ｍｌ／１００ｇから約１２０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１１５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１５ｍ２／ｇから約２０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１７ｍ２／ｇまたは２４ｍ２／ｇから約５１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１０８ｍｌ／１００ｇから約１３３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例において、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１１ｍｌ／１００、１２０ｍｌ／１００または１５０ｍｌ／１００以上のＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約４５ｍｌ／１００ｇから約９５ｍｌ／１００ｇの構造を有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約５５ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。いくつかの例では、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２２ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子は、低グリットレベルおよび高純度と組み合わせて、前述の表面積および構造を有していてもよい（例えば、本明細書の他の箇所に記載されているようなものであってもよい）。炭素粒子は、低グリット、低灰分、および／または低硫黄レベルと組み合わせて、前述の表面積および構造を有していてもよい（例えば、本明細書の他の箇所に記載されているようなものであってもよい）。例えば、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、（例えば、約）２％、１．５％、０．０５％、０．０３％または０．０１％（例えば、重量基準）未満の灰分、および約１．５％、１％、０．３％、０．１％、０．０３％、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満（例えば、重量基準）の硫黄含量、および／または約５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリットふるい残留物を有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、適切な親水性、適切なＰＡＨ含有量、適切な（例えば、改善された）導電率および／または他の適切な特性／特徴と組み合わせて、そのような特性を有し得る。そのような炭素粒子の少なくともサブセットは、例えば、本明細書の他の場所でより詳細に説明するように、工業用ゴムおよび／またはプラスチック用途で使用することができる（例えば、１または複数のラジエーターホース／ＥＣＤ自動車ホース用途、ウェザーストリッピング／押出用途、シール、ガスケット、成形品）。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、ポリマー用途に有利に使用され得る。本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、工業用ゴムおよび／またはプラスチック用途で有利に使用され得る。そのような用途の例には、成形部品、シート部品、射出部品、押し出し部品、および／または圧縮部品、ホース、ベルト、プロファイル、Ｏリング、ガスケット、シール、スポンジ、および／または他の部品／物品が含まれるが、これらに限定されない。例えば、本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えばラジエーターホース用途、自動車用押出成形、中電圧電力ケーブル用のケーブルフラッディング／絶縁などの工業用ゴムおよび／またはプラスチック用途、シール／シーリングおよび／または他のそのような用途で有利に使用することができ。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、成形および／または押出ポリマー（例えば、成形および／または押出エラストマー）に使用されてもよい。本明細書に記載される１または複数の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、ポリマー（例えば、１または複数のゴム）および／または１または複数のプラスチックに有利に配合され得る。例えば、炭素粒子は、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマー（Ｍクラス）ゴム（ＥＰＤＭ）（ＡＳＴＭ Ｄ１４１８に従って分類される合成ゴムの一種）、フッ素化エラストマー（例えば、フルオロエラストマー（ＡＳＴＭ Ｄ１４１８規格によるＦＫＭ）、および／またはパーフルオロエラストマー（ＡＳＴＭ Ｄ１４１８規格によるＦＦＫＭ））などで構成されていてもよい。エラストマーは合成でも天然でもよい。エラストマーという用語は、ゴムという用語と同じ意味で使用される。本開示による炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、様々なポリマーに有利に使用（例えば、配合）され得る。そのような用途におけるそのような１または複数の炭素粒子の能力測定基準は、例えば、第１の参照カーボンブラック（例えばファーネスブラック対応物）と類似または実質的に同じであり、第２の参照カーボンブラック（例えば、同じまたは、参照カーボンブラックとは異なる）、またはそれらの任意の組み合わせと比較して、増加または改善され得る（例えば、別の能力測定基準が実質的に同じであっても、所定の能力測定基準が増加または改善されてもよい）。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、例えば、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）と比較して、同様のまたは実質的に同じレベルの強化を示し得る。炭素粒子は、結果として生じる材料および／または製品／用途の様々な性能指標（例えば、特性および／または能力）に影響を与える場合がある。製品／用途は、性能、物理的特性などを与えている可能性がある。例えば、製品／用途は、強化、最終伸び、摩耗、引き裂き、引き裂き強度、引張強度、弾性率、ダイスウェル、負荷容量、弾力性、清浄度、導電率、分散、分散性、押出、押出性、押出特性、押出し平滑度、加工、加工性、成形性、流動性、充填性、粘度、表面欠陥／欠陥、玉虫色、表面仕上げ、美観、電気化学的劣化（ＥＣＤ）、寸法安定性、金型の清浄度、耐食性、硬度、生強度、電気伝導率／抵抗率、静電亀裂抵抗、硬化速度、熱老化、熱試験の影響を受ける物理的性質の数、熱老化した物理的性質、動的能力（例えば、屈曲サイクルと亀裂開始に対する抵抗により測定）、屈曲サイクル数、亀裂開始／亀裂発生、破損、剥離の容易さ、製品寿命、ケーブル寿命、モールドフロー、モールド寿命、動的な環境での生活などを与えている場合がある。本開示の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を使用する材料および／または製品／用途の能力測定基準は、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）を使用した同じ材料および／または製品／用途と比較して、例えば、少なくとも約０．１％、０．５％、１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９９％または１００％高いまたは低い（例えば、より大きい、より小さい、強化または改善）であり得る。加えて、本開示の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を使用する材料および／または製品／用途の能力測定基準は、参照カーボンブラック（例えば、ファーネスブラック対応物）を使用した同じ材料および／または製品／用途のものよりも、場合によっては最大で約１００％、９９％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、２％、１％、または０．５％高いまたは低い（例えば、大きい、小さい、強化または改善）であり得る。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、ラジエーターホース用途で使用されてもよい。自動車用途向けのラジエーターホースは、例えばＥＰＤＭゴムを使用して作成できる。電気化学的劣化（ＥＣＤ）は、例えば、ゴム化合物の導電性、ゴムホースとアルミニウムまたはマグネシウムとの接触、および／またはホース内を流れる流体によって、および／または関連する可能性がある。ＥＣＤは、ホースの内部層の内部に縦方向の１または複数の亀裂として現れ、伝播してホースの漏れや故障につながる可能性がある。複数の競合するニーズ／制約は、コンパウンド（例えば、ホースのコンパウンド）中に、例えばコンパウンドの処理、ホースの形成、および／または導電性などのバランスを取る必要がある。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、そのような１または複数の性能メトリック（例えば、特性／特徴）に影響を与える可能性がある。ホース製品の処理は、分散と良好な押し出しを促進する可能性のある大きな粒子、高構造の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）によって強化される場合がある。ホースの成形プロセスでは、特定の寸法に成形するためにホースを成形および／またはマンドレルに配置できるようにするために、高い生強度（または未硬化）が必要になる場合がある（例えば、成形し、おそらくマンドレルに配置するために特定の寸法に成形する）。生強度は、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の高い構造によって促進される場合がある。ホースには適切な電気抵抗率が必要な場合がある（例えば、この場合、導電率の反対、電気抵抗率が必要になる場合がある）。電気抵抗率は、構造が小さい粒度の大きい炭素粒子（例えば、カーボンブラック）で増加する。これらのニーズのバランスを取るために、非常に大きな粒度（例えば、１５〜２０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ）と中域構造（例えば、ＤＢＰ ９０ｍｌ／１００ｇ）を持つ炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が、処理に十分な構造およびホースの形成を提供でき、一方で粒度が大きいため、適切な（例えば、適切な）抵抗率を有する。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約７０ｍｌ／１００ｇから約１２０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有していてもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約８０ｍｌ／１００ｇから約１１５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有してもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１５ｍ２／ｇから約２０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有してもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１５ｍ２／ｇから約２８ｍ２／ｇまたは約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約８７ｍｌ／１００ｇから約１０２ｍｌ／１００ｇまたは約８２ｍｌ／１００ｇから約１０２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有してもよい。本明細書に記載の炭素粒子の特性／特徴（例えば、低レベルの灰、硫黄など）は、ホースの能力測定基準（例えば、特性／特徴）を有利に改善／強化する可能性がある。ラジエーターホース用途におけるそのような炭素粒子の１または複数の能力測定基準は、例えば、第１の参照カーボンブラックと類似または実質的に同じであり、第２の参照カーボンブラック（例えば、同じまたは、第１の参照カーボンブラックとは異なる）、またはそれらの任意の組み合わせと比較して、増加、減少、強化または改善され得る（例えば、別の能力測定基準が実質的に同じであっても、所定の能力測定基準が改善されてもよい）。１または複数の能力測定基準は、例えば、前述のパラメータを含み得る。例えば、約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約７０ｍｌ／１００ｇから約１２０ｍｌ／１００ｇの構造、または約１５ｍ２／ｇから約２０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇの構造を有する本開示の炭素粒子を含むポリマー製品（例えば、ラジエーターホース）は、参照カーボンブラックを含むポリマー製品と比較すると、（ｉ）加工性の向上または改善、（ｉｉ）成形性の向上または改善、（ｉｉｉ）電気抵抗率の増加、（ｉｖ）分散の強化または改善、（ｖ）押出の強化または改善、および／または（ｖｉ）生強度の増加を有し得る。与えられた能力測定基準（例えば、加工性、成形性、電気伝導度／抵抗率、分散、押出、生強度など）と参照カーボンブラックとの比較は、例えば、本明細書の他の箇所に記載されている（例えば、％で）。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、自動車の押出成形で使用され得る。自動車用押出成形品は、高負荷のＥＰＤＭ配合物である場合がある。押出物は、高密度またはスポンジであってもよい。部品の例には、例えば、窓のウェザーストリッピングやトランクガスケットが含まれる。目に見えるウェザーストリッピングの外観は、車両の市場性（例えば、ディーラー）で大きな役割を果たす可能性があるため、審美性が重要になる場合がある（例えば、審美性は自動車押出セグメントの強力な推進力になる場合がある）。性能メトリックには、例えば、押し出しの滑らかさ、表面の欠陥または不完全さ（例えば、不完全さ／目に見える欠如、例えば、表面の小さなドットおよびＥＰＤＭ表面の虹色が含まれる。ニーズ／制約には、例えば、分散および押出特性、グリットレベル、および虹色が含まれる。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、そのような１または複数の性能メトリック（例えば、特性／特徴）に影響を与える可能性がある。自動車の押出成形には、適切な分散および／または良好な押出特性が必要になる場合がある。炭素粒子内のグリットレベル（例えば、カーボンブラック）が重要な場合がある。特定のサイズを超えるグリット粒子は分散されない可能性があり（例えば、分散できない）、表面の不完全さ／欠陥として現れる場合がある。玉虫色は、残留硫黄および酸素基によって引き起こされる場合がある（例えば、ファーネスカーボンブラック）。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば１２０ｍｌ／１００ｇの範囲のＤＢＰを有していてもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、適切な生強度および／または寸法安定性を提供し得る特性（例えば、ＤＢＰ）を有し得る。押し出しは断面が非常に複雑になる場合があり、寸法制御が重要になる場合がある。配合物中の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の負荷が高いことを考えると、より大きな粒度（例えば、２０〜５０ｍ２／ｇ Ｎ２ＳＡ）が好ましい分散である可能性があり、より効率的な押出プロセスにつながる可能性がある。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１７ｍ２／ｇまたは２４ｍ２／ｇから約５１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１０８ｍｌ／１００ｇから約１３３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２２ｍ２／ｇから約３４ｍ２／ｇまたは約１７ｍ２／ｇから約３７ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１３ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇまたは約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３０ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１６ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２６ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１２ｍｌ／１００ｇから約１３２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）（例えば、本明細書に記載のプロセス、例えば、分級機および／または他のサイズ縮小を含むプロセス（例えば、空気分級機ミル、ハンマーミル、ジェットミルおよび／または分級機）プロセス）は、適切な（例えば、範囲の）純度／低グリットを有し得る。本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、本明細書に記載のグリット、硫黄、灰、窒素および酸素レベルの所定の組み合わせ（例えば、純度、グリットと硫黄の両方、灰、窒素と酸素）の所定の組み合わせなどの純度の所定の組み合わせを有し得る。そのような炭素粒子製品は、例えば、分散性、押出性、低欠陥率および虹色制御を含むニーズを満たすために、例えば、適切な特性を提供し得る。自動車押出用途におけるそのような炭素粒子の１または複数の能力測定基準は、例えば、第２の参照カーボンブラック（例えば、同じまたは、第１の参照カーボンブラックとは異なる、またはそれらの任意の組み合わせ）と比較して、第１の参照カーボンブラックと類似または実質的に同じ、増加、減少、強化または改善されてもよい（例えば、別の能力測定基準が実質的に同じであっても、所定の能力測定基準が改善されてもよい）。１または複数の能力測定基準は、例えば、前述のパラメータを含み得る。例えば、約１７ｍ２／ｇから約５１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１０８ｍｌ／１００ｇから約１３３ｍｌ／１００ｇの構造、または約２０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇの構造を有する本開示の炭素粒子を含むポリマー製品（例えば、自動車押出成形品）は、参照カーボンブラックと比較すると、（ｉ）表面の欠陥／欠陥の減少、（ｉｉ）虹色の減少、（ｉｉｉ）寸法安定性の向上または改善、（ｉｖ）分散の向上または改善、（ｖ）押出特性の向上または改善、（ｖ）押出平滑性の向上または改善、および／または（ｖｉ）生強度の向上を有し得る。所定の能力測定基準（例えば、分散、押出特性、押出平滑性、表面の欠陥／欠陥、虹色、生強度、寸法安定性など）と参照カーボンブラックとの比較は、例えば、本明細書の他の箇所に記載されている（例えば、％で）。
本明細書に記載の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、中電圧電力ケーブルのケーブルフラッディング／絶縁に使用されてもよい。ケーブルフラッディングは、ケーブルと外側の被覆の間のプラスチックベースの化合物である可能性がある。ニーズ／制約（例えば、これらの化合物の）には、例えば、ストリッピングの容易さ、導電率、加工性、および／または清潔さが含まれる。複数の競合するニーズ／制約は、例えば分散と加工性を促進するために、より大きな粒度と高い構造が望まれるなど、配合中にバランスを取る必要がある（例えば、配合バランスにはニーズ／制約が含まれる場合がある）場合があり、導電性はより小さな粒度でありながら、構造が高いことへの押し出しを必要とする。清潔さの観点から、３２５メッシュの低レベルのグリット、硫黄、灰、およびイオン性不純物は（例えば、すべて）ケーブルの寿命を延ばすのに役立ち得る。本開示による炭素粒子（例えば、純粋な原料を使用して作られる）は、４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび高いＤＢＰ（例えば、約１５０ｍｌ／１００ｇ以上）および最終炭素粒子（カーボンブラックなど）中の制限されたＳ、ＯおよびＮを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１１ｍｌ／１００以上のＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１２０ｍｌ／１００以上のＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１５０ｍｌ／１００以上のＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、最終的な炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の限られたＳ、ＯおよびＮと組み合わせて、そのような表面積および構造を有し得る。さらに、本明細書で説明するプロセス（例えば、本明細書の他の場所で説明するように、例えば、適切な分類器および／または他のサイズ縮小機器の使用を含む）は、化学純度の低いグリット製品をもたらし得る。中電圧電力ケーブル用途向けのケーブルフラッディング／絶縁におけるそのような炭素粒子の１または複数の能力測定基準は、例えば、第１の参照カーボンブラックと類似または実質的に同じであり、第２の参照カーボンブラック（例えば、第１の参照カーボンブラックと同じまたは異なる）と比較して増加、減少、強化または改善され得、またはそれらの任意の組み合わせであってよい（例えば、所定の能力測定基準は改善され、別の能力測定基準は実質的に同じである）。１または複数の能力測定基準は、例えば、前述のパラメータを含み得る。例えば、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇ以上の構造、または約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１５０ｍｌ／１００ｇ以上の構造を有する本開示の炭素粒子を含むポリマー製品（例えば、中電圧電力ケーブル用のケーブルフラッディング／絶縁）は、参照カーボンブラックを含むポリマー製品と比較すると、（ｉ）加工性の向上または改善、（ｉｉ）容易性の向上または改善（ｉｉｉ）清浄度の向上、（ｉｖ）導電率の向上、（ｖ）分散の向上または改善、および／または（ｖｉ）ケーブル寿命の向上または改善を有し得る。所定の能力測定基準（例えば、ストリッピングの容易さ、導電率、加工性、清浄度、分散、ケーブル寿命など）と参照カーボンブラックとの比較は、例えば、本明細書の他の箇所に記載されている（例えば、％で）。
本明細書に記載される炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、シール／シーリング（例えば、ゴムシール／シーリング）で使用され得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２ｍ２／ｇ、８ｍ２／ｇ、１０ｍ２／ｇ、１３ｍ２／ｇ、１４ｍ２／ｇ、１７ｍ２／ｇまたは１９ｍ２／ｇから５０ｍ２／ｇまでのＮ２ＳＡ、および約３３ｍｌ／１００ｇまたは４２ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約４５ｍｌ／１００ｇから約９５ｍｌ／１００ｇの構造を有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２ｍ２／ｇから約１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約３７ｍｌ／１００ｇから約４９ｍｌ／１００ｇまたは約３３ｍｌ／１００ｇから約５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２９ｍ２／ｇ、２３ｍ２／ｇまたは１９ｍ２／ｇから約８ｍ２／ｇ、１３ｍ２／ｇまたは１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約６５ｍｌ／１００ｇ、５９ｍｌ／１００ｇまたは５５ｍｌ／１００ｇから約４３ｍｌ／１００ｇ、４７ｍｌ／１００ｇ、４９ｍｌ／１００ｇまたは５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２４ｍ２／ｇから約３６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６６ｍｌ／１００ｇから約７８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６２ｍｌ／１００ｇから約８２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２６ｍ２／ｇから約３８ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２４ｍ２／ｇから約３７ｍ２／ｇまたは約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約５７ｍｌ／１００ｇまたは約４２ｍｌ／１００ｇから約６２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２２ｍ２／ｇから約３４ｍ２／ｇまたは約１７ｍ２／ｇから約３７ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１３ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇまたは約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。そのような炭素粒子は、本明細書の他の場所に記載されている純度を有し得る。例えば、炭素粒子は高純度であり得る。シール用途におけるそのような炭素粒子の１または複数の能力測定基準は、例えば、第１の参照カーボンブラックと類似または実質的に同じであり、第２の参照カーボンブラック（例えば、同じまたは、第１の参照カーボンブラックとは異なる）、またはそれらの任意の組み合わせと比較して、増加、減少、強化または改善され得る（例えば、別の能力測定基準が実質的に同じであっても、所定の能力測定基準が改善されてもよい）。例えば、約２ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約３３ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇの構造、または約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約４５ｍｌ／１００ｇから約９５ｍｌ／１００ｇの構造を有する本開示の炭素粒子を含むポリマー製品（例えば、シール／シーリング）は、（ｉ）熱熟成物理特性の向上または改善、および／または（ｉｉ）屈曲サイクルと亀裂発生に対する抵抗性によって測定される動的能力の向上または改善を有し得る。所与の能力測定基準（例えば、熱熟成物理特性、屈曲サイクルおよび亀裂開始に対する耐性によって測定される動的能力）と参照カーボンブラックとの比較は、例えば、本明細書の他の箇所に記載されている（例えば、％で）。
本開示の炭素粒子は、例えば、成形用途／成形製品（例えば、成形ゴム）で使用されてもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２ｍ２／ｇ、８ｍ２／ｇ、１０ｍ２／ｇ、１３ｍ２／ｇ、１４ｍ２／ｇ、１７ｍ２／ｇまたは１９ｍ２／ｇから５０ｍ２／ｇまでのＮ２ＳＡ、および約３３ｍｌ／１００ｇまたは４２ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有してもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１９ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約５５ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有してもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２２ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有していてもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２４ｍ２／ｇから約３７ｍ２／ｇまたは約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約４２ｍｌ／１００ｇから約５７ｍｌ／１００ｇまたは約４２ｍｌ／１００ｇから約６２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２２ｍ２／ｇから約３４ｍ２／ｇまたは約１７ｍ２／ｇから約３７ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約１１３ｍｌ／１００ｇから約１２８ｍｌ／１００ｇまたは約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２ｍ２／ｇから約１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約３７ｍｌ／１００ｇから約４９ｍｌ／１００ｇまたは約３３ｍｌ／１００ｇから約５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２９ｍ２／ｇ、２３ｍ２／ｇまたは１９ｍ２／ｇから約８ｍ２／ｇ、１３ｍ２／ｇまたは１４ｍ２／ｇのＮ２ＳＡ、および約６５ｍｌ／１００ｇ、５９ｍｌ／１００ｇまたは５５ｍｌ／１００ｇから約４３ｍｌ／１００ｇ、４７ｍｌ／１００ｇ、４９ｍｌ／１００ｇまたは５３ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２４ｍ２／ｇから約３６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６６ｍｌ／１００ｇから約７８ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約６２ｍｌ／１００ｇから約８２ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約２６ｍ２／ｇから約３８ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約２２ｍ２／ｇから約４２ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのＤＢＰ、または約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有し得る。そのような炭素粒子は、例えば、本明細書の他の場所に記載されている純度および／またはふるい残留物を有し得る。例えば、炭素粒子は高純度で低ふるい残留物であり得る。改善された金型流動および／または金型寿命の延長は、例えば、より少ない研磨化合物によるものであり得る。動的環境での長寿命は、例えば、クラックの発生および／または破損が少ないためである。成形用途におけるそのような炭素粒子の１または複数の能力測定基準は、例えば、第１の参照カーボンブラックと類似または実質的に同じであり、第２の参照カーボンブラック（例えば、同じまたは、第１の参照カーボンブラックとは異なる）、またはそれらの任意の組み合わせと比較して、増加、減少、強化または改善され得る（例えば、別の能力測定基準が実質的に同じであっても、所定の能力測定基準が改善されてもよい）。例えば、約２ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約３３ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇの構造、または約２２ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約４２ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇの構造を有する本開示の炭素粒子を含むポリマー製品（例えば、成形製品）は、（ｉ）強化されたまたは改善された金型流動性、（ｉｉ）長い金型寿命、（ｉｉｉ）研磨化合物の量の減少、（ｉｖ）動的環境での長い寿命、（ｖ）亀裂の発生が少ないこと、および／または（ｖｉ）破損が少ないことを有し得る。所与の能力測定基準（例えば、金型流動、金型寿命、動的環境での寿命、亀裂の開始、破損など）と参照カーボンブラックとの比較は、例えば、本明細書の他の箇所に記載されている（例えば、％で）。
本開示の炭素粒子は、例えば、ゴム用途／ゴム製品に使用することができる。炭素粒子は、例えば、本明細書の他の場所で説明される純度および／またはグリットレベルを有してもよい。例えば、炭素粒子は超清浄で低グリットである。本明細書に記載の炭素粒子のそのような特性／特徴（例えば、低レベルの灰、硫黄、３２５メッシュグリットふるい残留物など）は、ゴム用途／ゴム製品の能力測定基準（例えば、特性／特徴）を有利に改善／強化することができる（例えば、本明細書の他の場所で、例えば、ラジエーターホース、自動車の押出成形、シール／シーリングおよび／または成形品／成形用途に関連して記載しているように）。例えば、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、（例えば、約）２％、１．５％、０．０５％、０．０３％または０．０１％（例えば、重量基準）未満の灰分、および約１．５％、１％、０．３％、０．１％、０．０３％５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満（例えば、重量基準）の硫黄含量、および／または約５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリットふるい残留物を有し得る。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、例えば、約３．０ｎｍまたは４ｎｍより大きいＬｃ、約０．３５ｎｍ未満のｄ００２、ＣＤＢＰ吸収の約１．３倍または１．１倍以下のＤＢＰ吸収、参照カーボンブラックのＤＢＰとＣＤＢＰの比の約９５％以下のＤＢＰとＣＤＢＰの比、約０．４重量％以下の酸素、重量で約０．４％未満の水素、炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌまたは０．０５ｍｌの水よりも少ない８０％相対湿度の雰囲気から水を吸着する親和性、約０〜約８ｍＪ／ｍ２のＷＳＰ（例えば、約５ｍＪ／ｍ２未満）、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量および／または本明細書の他の箇所に記載されている他の特性／特性（例えば、窒素含有量）を有し得る。本明細書に記載される純度および低グリットレベルは、例えば、加工、製品寿命および押出成形、美観（例えば、より美観に優れる）を支援（例えば、向上または改善）し得る。低硫黄、低灰分、および／または低グリット（例えば、本明細書の他の箇所でより詳細に説明するように）は、例えば処理および／または能力（例えば、低亀裂開始）を強化または改善する可能性がある。純度（例えば、本明細書の他の場所でより詳細に記載されているような高純度）は、例えば、能力、熱熟成および／または動的能力を向上または改善し得る。用途のテストには、例えば、熱のテストの影響を受ける物理的特性の数のテストが含まれる。
炭素粒子（カーボンブラックなど）の最終品質の管理は、プロセス管理とプロセス最適化に大きく依存する場合がある。いくつかの場合（例えば、プラズマプロセス）、本明細書のプロセスは、３４００℃を超える可能性がある反応器の特定の領域の温度で動作する場合がある。例えば、カーボンブラックなどのいくつかの実装では、温度および混合条件は、様々なグレードの炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の１または複数（例えば、すべて）を作成するように構成（例えば、完全に最適化および制御）することができ、そのうちの数百がある場合もある。構造材料は、冷却される領域の知識に加えて、他のすべての部品の知識とともに制定され、最大のエネルギー効率の効率的な加熱（例えば、プラズマの効率的な生産）、最大限の寿命にわたる機能部品の有用性、最小限の熱損失、最大限の水素リサイクル、最大限の混合、および反応器の全体的な効率全体に影響を与える従来の特性の様々な組み合わせに影響し得る。
コーキングを最小限に抑えた高品質で高表面積の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を製造するには、原料と高温ガスの迅速な混合が必要になる場合がある。高品質の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）には、例えば、表面積とＤＢＰが密に分布している場合がある。例えば、試料は、狭い粒度分布および／または分岐した一次粒子の狭い分布を有する粒子を有するように調整されてもよい。これは、固体炭素（例えば、固体カーボンブラック）への変換中の炭化水素原料の時間／温度プロファイルによって制御できる。さらに、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）の量は最小限に抑えることができる（例えば、質量で１％未満）。グリット（またはその任意のサブセット）（例えば、３２５メッシュ）の量は、例えば、プラズマの急速な混合と高温のために、例えば、約５００ｐｐｍ（百万分の１）未満になる場合がある。表面の化学的性質は、エラストマー複合材の高能力に必要なものと互換性がある場合がある（例えば、特にトレッド複合材のフィラー材料として）。本明細書に記載のシステムおよび方法は、電力（例えば、基本構成要素に対する十分な単位電力）、耐食性（例えば、水素プラズマにさらされたときのこれらの構成要素の減少または減衰なし）、およびカーボンブラックを生成するための連続動作要件を満たすことができる。
本開示のシステム（例えば、装置）および方法、ならびに本明細書のシステムおよび方法を用いて実施されるプロセスは、カーボンブラックまたは炭素含有化合物の連続生産を可能にし得る。このプロセスは、炭素含有原料を変換することを含み得る。本明細書に記載されるシステムおよび方法は、高品質の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の連続的な操作および生産を可能にし得る。いくつかの例では、本明細書のシステムおよび方法により、表面積が約１５平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）または２０ｍ２／ｇより大きいカーボンブラック（例えば、カーボンブラック）を製造することができる（例えば、商業規模で）。炭素粒子は、炭化水素を加熱ガスに加えて炭素粒子（例えば、カーボンブラックナノ粒子などの炭素ナノ粒子）を生成することにより（例えば、ワンステッププロセスで）作成することができる。炭化水素を高温ガスと混合して、炭化水素から水素を除去してもよい。いくつかの例では、炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）は、炭化水素を加熱ガスに添加して、本明細書の他の箇所でより詳細に説明される１または複数の特性（例えば、球相当直径が１ミクロン未満であり、３．０ｎｍを超えるＬｃを有する）を有する炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）を生成することにより（例えば、ワンステッププロセスで）作製できる。
このプロセスは、（例えば、ＤＣまたはＡＣ源からの）電気エネルギーで熱伝達ガス（例えば、プラズマガス）を加熱することを含み得る。熱伝達ガスは、電気アークによって加熱されてもよい。熱伝達ガスは、ジュール加熱（例えば、抵抗加熱、誘導加熱、またはそれらの組み合わせ）により加熱されてもよい。熱伝達ガスは、ジュール加熱および電気アーク（例えば、ジュール加熱の下流）によって加熱されてもよい。熱伝達ガスは、加熱の前に予熱されてもよい（例えば、熱交換により予熱される）。例えば、同一出願人による同時係属中の国際公開第２０１７／０３４９８０号（「ＨＩＧＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＨＥＡＴ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）を参照されたい。それは参照により本明細書に完全に組み込まれる。炭化水素原料は、熱伝達ガスと接触する前に（例えば、熱交換、ジュール加熱、またはその組み合わせ）によって予熱される前に）、約１００℃から約８００℃の温度まで予熱（例えば、約２５℃の温度から）されてもよい。このプロセスは、注入された原料を加熱された熱伝達ガス（例えば、プラズマガス）と混合して適切な反応条件を達成することをさらに含み得る。反応ゾーンは、接触面とすぐに接触しない場合がある。１または複数の追加の材料の流れをプロセスに提供することができる（例えば、反応ゾーンの上流の熱伝達ガスを伴うまたはその中への注入、原料の蒸気を伴うまたはその中への注入、熱伝達ガスおよび原料の混合物への注入、例えば、反応ゾーンへの注入、上流への注入、同じ平面内への注入、または原料注入の下流、または隣接などを通じて反応器に提供される）。１または複数の追加の材料の流れは、１または複数の適切な化合物（例えば、気化状態、溶融状態、水、有機溶媒（例えば、液体原料、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチルエーテルまたは他の類似のエーテル、または他の適切な有機溶媒）またはそれらの混合物に溶解；など）を含み得る。例えば、構造（例えば、ＤＢＰ）は、適切なイオン化合物、例えば、アルカリ金属塩（例えば、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウムの、アセテート、アジペート、アスコルビン酸塩、安息香酸、重炭酸塩、炭酸塩、クエン酸塩、デヒドロアセテート、エリソルビン酸塩、パラヒドロキシ安息香酸エチル、ギ酸塩、フマル酸塩、グルコン酸、酢酸水素、水酸化物、乳酸、リンゴ酸塩、パラヒドロキシ安息香酸メチル、オルトフェニルフェノール、プロピオン酸、パラヒドロキシ安息香酸プロピル、ソルビン酸塩、コハク酸塩または酒石酸塩）の助けを少なくとも一部借りて制御できる。そのような１または複数の化合物は、原料および／または熱伝達ガス（例えば、１または複数の化合物）に関して（または関連して）、適切なレベルで添加することができる（（例えば、カチオンの）約０ｐｐｍ〜２ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜５ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、０ｐｐｍ〜１％、５ｐｐｍ〜５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、２０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ〜５００ｐｐｍ、１０ｐｐｍ〜２０００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、１０００〜２０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、２０００ｐｐｍ〜１％、または５０００ｐｐｍ〜１％の比率または濃度で、例えば、原料流量および／または熱ガス流量に関して、または原料に加えられた炭素の量に関してモルまたは質量基準で）加えることができる）。反応の生成物は冷却されてもよく、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）または炭素含有化合物は他の反応生成物から分離されてもよい。生成されたままの水素は、反応器にリサイクルして戻されてもよい。例えば、国際公開第２０１７／０３４９８０号（「ＨＩＧＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＨＥＡＴ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）を参照されたい。それは参照により本明細書に完全に組み込まれる。
場合によっては、熱伝達ガスは無酸素環境で加熱される。炭素粒子は、場合によっては、無酸素雰囲気で生成（例えば、製造）されてもよい。無酸素雰囲気は、例えば、約５体積％未満の酸素、約３％未満の酸素（例えば、体積基準）、または約１％未満の酸素（例えば、体積基準）を含み得る。本開示の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、場合によっては、実質的に無酸素のプロセスを介して（例えば、商業規模で）製造され得る。実質的に無酸素のプロセスは、例えば、約５％未満の酸素（体積による）、または約３％未満の酸素（例えば、体積による）を含み得る。
熱伝達ガスは、少なくとも約６０％から最大約１００％の水素（体積基準）を含み得、さらに最大約３０％の窒素、最大で約３０％のＣＯ、最大で約３０％のＣＨ４、最大で約１０％ＨＣＮ、最大約３０％Ｃ２Ｈ２、および最大約３０％Ａｒをさらに含み得る。例えば、熱伝達ガスは約６０％以上の水素であり得る。さらに、熱伝達ガスは、アントラセン、ナフタレン、コロネン、ピレン、クリセン、フルオレンなどの多環式芳香族炭化水素を含み得る。加えて、熱伝達ガスは、ベンゼンおよびトルエンまたは同様のモノ芳香族炭化水素成分が存在していてもよい。例えば、熱伝達ガスは、約９０％以上の水素、および約０．２％の窒素、約１．０％のＣＯ、約１．１％のＣＨ４、約０．１％のＨＣＮおよび約０．１％のＣ２Ｈ２を含み得る。熱伝達ガスは約８０％以上の水素を含んでもよく、残りは前述のガス、多環式芳香族炭化水素、モノ芳香族炭化水素および他の成分の混合物を含み得る。酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、空気、水素、一酸化炭素、炭化水素（例えば、メタン、エタン、不飽和）などの熱伝達ガス（単独または２つ以上の混合物で使用）を使用できる。熱伝達ガスは、約５０体積％以上の水素を含み得る。熱伝達ガスは、例えば、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、空気、水素、炭化水素（例えば、メタン、エタン）など（単独でまたは２つ以上の混合物で使用される）を含むことができる。熱伝達ガスは、約７０体積％以上のＨ２を含むことができ、ＨＣＮ、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ４、Ｃ２Ｈ２、ＣＯ、ベンゼンまたは多芳香族炭化水素（例えば、ナフタレンおよび／またはアントラセン）のガスの少なくとも１または複数を少なくとも約１ｐｐｍのレベルで含み得る。ポリ芳香族炭化水素は、例えば、ナフタレン、アントラセンおよび／またはそれらの誘導体を含み得る。ポリ芳香族炭化水素は、例えば、メチルナフタレンおよび／またはメチルアントラセンを含み得る。熱伝達ガスは、重量基準、体積基準、またはモルで、約１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、０．０１％、０．０５％、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、２％、２．５％、３％、３．５％、４％、４．５％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２１％、２２％、２３％、２４％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％、３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、４０％、４１％、４２％、４３％、４４％、４５％、４６％、４７％、４８％、４９％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または９９％以上の濃度（例えば、熱伝達ガスの混合物中）の所定の熱伝達ガス（例えば、前述の熱伝達ガスのうち）を含み得る。代替的または追加的に、熱伝達ガスは、重量基準、体積基準、またはモルで、約１００％、９９％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４９％、４８％、４７％、４６％、４５％、４４％、４３％、４２％、４１％、４０％、３９％、３８％、３７％、３６％、３５％、３４％、３３％、３２％、３１％、３０％、２９％、２８％、２７％、２６％、２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４，５％、４％、３．５％、３％、２．５％、２％、１．９％、１．８％、１．７％、１．６％、１．５％、１．４％、１．３％、１．２％、１．１％、１％、０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％、０．４％、０．３％、０．２％、０．１％、０．０５％、０．０１％、５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ以下の濃度（例えば、熱伝達ガスの混合物中）の所定の熱伝達ガスを含み得る。熱伝達ガスは、同様のまたは異なる濃度の追加の熱伝達ガス（例えば、熱伝達ガスの混合物）を含み得る。そのような追加の熱伝達ガスは、例えば、所定の熱伝達ガスとして選択されない前述の熱伝達ガスの中から選択されてもよい。所定の熱伝達ガス自体が混合物を含み得る。熱伝達ガスは、加熱前、加熱中、および／または加熱後に、そのような組成物の少なくともサブセットを有してもよい。
炭化水素原料には、式ＣｎＨｘまたはＣｎＨｘＯｙの式の化学物質が含まれ得る。ここで、ｎは整数で、ｘは（ｉ）１から２ｎ＋２の間、または（ｉｉ）石炭、コールタール、熱分解燃料油などの燃料で１未満、ｙは０〜ｎである。炭化水素原料には、例えば、単純な炭化水素（例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタンなど）、芳香族原料（例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン、熱分解燃料油、コールタール、石炭、重質油、バイオオイル、バイオディーゼル、その他の生物由来の炭化水素など）、不飽和炭化水素（エチレン、アセチレン、ブタジエン、スチレンなど）、含酸素炭化水素（例えば、エタノール、メタノール、プロパノール、フェノール、ケトン、エーテル、エステル）、またはそれらの任意の組み合わせが挙げられる。これらの例は、製造のために他の成分とさらに組み合わせおよび／または混合することができる許容可能な炭化水素原料の非限定的な例として提供される。炭化水素原料は、原料の大部分（例えば、約５０重量％超）が本質的に炭化水素である原料を示し得る。反応性炭化水素原料は、少なくとも約７０重量％のメタン、エタン、プロパンまたはそれらの混合物を含み得る。炭化水素原料は、天然ガスを含むか、天然ガスであってもよい。炭化水素は、メタン、エタン、プロパンまたはそれらの混合物を含むか、それらであり得る。炭化水素は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、アセチレン、エチレン、カーボンブラック油、コールタール、粗コールタール、ディーゼル油、ベンゼンおよび／またはメチルナフタレンを含み得る。炭化水素は、（例えば、追加の）多環式芳香族炭化水素を含み得る。炭化水素原料は、１または複数の単純な炭化水素、１または複数の芳香族原料、１または複数の不飽和炭化水素、１または複数の酸素化炭化水素、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。炭化水素原料は、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、天然ガス、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、アントラセン、メチルアントラセン、他の単環式または多環式芳香族炭化水素、カーボンブラック油、ディーゼル油、熱分解燃料油、コールタール、原油コールタール、石炭、重油、油、バイオオイル、バイオディーゼル、その他の生物由来炭化水素、エチレン、アセチレン、プロピレン、ブタジエン、スチレン、エタノール、メタノール、プロパノール、フェノール、１または複数のケトン、１または複数のエーテル、１または複数のエステル、１または複数のアルデヒド、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。原料は、例えばベンゼンおよび／またはその１または複数の誘導体、ナフタレンおよび／またはその１または複数の誘導体、アントラセンおよび／またはその１または複数の誘導体など、本明細書に記載の原料化合物の１または複数の誘導体を含み得る。炭化水素原料（本明細書では「原料」とも）は、重量基準、体積基準、またはモルで、約１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、０．０１％、０．０５％、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、２％、２．５％、３％、３．５％、４％、４．５％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、１１％、１２％、１３％、１４％、１５％、１６％、１７％、１８％、１９％、２０％、２１％、２２％、２３％、２４％、２５％、２６％、２７％、２８％、２９％、３０％、３１％、３２％、３３％、３４％、３５％、３６％、３７％、３８％、３９％、４０％、４１％、４２％、４３％、４４％、４５％、４６％、４７％、４８％、４９％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％または９９％以上の濃度（例えば、原料の混合物中）の所定の原料（例えば、前述の原料のうち）を含み得る。代替的または追加的に、原料は、重量基準、体積基準、またはモルで、約１００％、９９％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４９％、４８％、４７％、４６％、４５％、４４％、４３％、４２％、４１％、４０％、３９％、３８％、３７％、３６％、３５％、３４％、３３％、３２％、３１％、３０％、２９％、２８％、２７％、２６％、２５％、２４％、２３％、２２％、２１％、２０％、１９％、１８％、１７％、１６％、１５％、１４％、１３％、１２％、１１％、１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４，５％、４％、３．５％、３％、２．５％、２％、１．９％、１．８％、１．７％、１．６％、１．５％、１．４％、１．３％、１．２％、１．１％、１％、０．９％、０．８％、０．７％、０．６％、０．５％、０．４％、０．３％、０．２％、０．１％、０．０５％、０．０１％、５０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ以下の濃度（例えば、原料の混合物中）の所定の原料を含み得る。原料は、同様のまたは異なる濃度の追加の原料（例えば、原料の混合物）を含み得る。そのような追加の原料は、例えば、所与の原料として選択されない前述の原料の中から選択されてもよい。与えられた原料はそれ自体が混合物（例えば、天然ガスなど）を含み得る。
注入された炭化水素は、共有結合により炭化水素に元々化学的に結合した水素の少なくとも約８０モル％が二原子水素としてホモ原子結合するように分解され得る。ホモ原子結合とは、同じ２つの原子間にある結合を指し得る（例えば、２原子の水素またはＨ２の場合）。Ｃ−Ｈはヘテロ原子結合であってもよい。炭化水素は、ヘテロ原子結合Ｃ−Ｈからホモ原子結合Ｈ−ＨおよびＣ−Ｃになり得る。プラズマからのＨ２がまだ存在している可能性があるが、これはＣＨ４またはその他の炭化水素原料からのＨ２を指しているだけである。
システム（例えば、密閉粒子生成システム）は、熱生成セクションを備えてもよい。いくつかの実装形態では、熱生成セクションは、プラズマ生成電極の１または複数のセットを含むプラズマ生成セクションであってもよい。熱生成セクション（例えば、プラズマ生成セクション）は、炭化水素注入器を含む反応器セクションに接続されてもよい。いくつかの実施態様では、炭化水素注入器は、例えば、最大の反応器サイズ縮小の時点で、またはプラズマ生成電極のさらに下流にあってもよい。本明細書で使用される反応器という用語は、装置（例えば、反応器セクションを含むより大きな装置）、または反応器セクションのみを示し得る。反応器は、（例えば、図６に関連するなど、本明細書の他の箇所で説明するように）反応器の少なくとも一部（例えば、図２、３、４および６に関連して説明した１または複数の部分、例えば、熱発生、注入および／または反応を実施するように構成された１または複数の部分、例えば、一定の直径の領域／セクション、収束領域／セクション、発散領域／セクション、挿入物または他の追加の構成要素、スロート、ナローイング、またはそれらの任意の組み合わせ）における流れ（例えば、注入の前、間および／または後の流れの少なくとも一部または全体の流れ；熱発生、注入および／または反応中の流れの少なくとも一部またはすべて；熱伝達ガスの流れの少なくとも一部またはすべて；など）が、軸方向（例えば、ほぼ軸方向）、放射状（例えば、ほぼ半径方向）、またはその組み合わせになるのを可能にするように構成され得る。本明細書の他の場所でより詳細に説明するように（例えば、図１および５に関して）、システムは、例えば、反応器に接続された熱交換器、熱交換器に接続されたフィルタ、フィルタに接続された脱気装置、脱気装置に接続されたペレタイザー、ペレタイザーに接続されたバインダー混合タンク、およびペレタイザーに接続された乾燥機に接続されたフィルタの１または複数を含む（例えば、付加的）ことができる。例えば、１または複数の熱交換器、フィルタ、脱気室、および／またはバックエンド機器（例えば、１または複数のペレタイザー、ペレタイザーに接続されたバインダー混合タンク、および／またはペレタイザーに接続された乾燥機）を使用できる。本明細書の他の場所で説明されるように、「反応器」は、装置（例えば、反応器セクションを含むより大きな装置）、または反応器セクションのみを示し得る。
本明細書で説明されるシステムは、プラズマ発生器を備えてもよい。プラズマ発生器は、気体または気体混合物（例えば、体積で少なくとも５０％気体）を利用してもよい。プラズマ発生器は、ガスまたはガス混合物（例えば、少なくとも体積基準で５０％の気体）を利用してもよく、その場合、気体はプラズマ状態で反応性および腐食性である。プラズマガスは、例えば、少なくとも５０体積％の水素であり得る。本明細書に記載のシステムは、ＤＣまたはＡＣ電源によって通電されるプラズマ発生器を備えてもよい。水素ガス混合物は、ＤＣまたはＡＣ電源によって生成される放電が維持されるゾーンに直接供給されてもよい。プラズマは、本明細書の他の場所で説明されているような組成を有していてもよい（例えば、熱伝達ガスの組成に関して）。プラズマはアーク加熱を使用して生成できる。誘導加熱を使用してプラズマを生成できる。
システム（例えば、封入粒子生成システム）は、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の製造方法を実施するように構成されてもよい。この方法は、熱発生および炭化水素の注入を含み得る。方法は、例えば、プラズマ生成電極（例えば、反応器内）でプラズマ（例えば、少なくとも約６０体積％の水素を含む）を生成し、炭化水素を注入して（例えば、本明細書の他の箇所で説明したように）、炭素粒子を形成することを含み得る。いくつかの実装形態では、方法は、プラズマ生成電極（例えば、反応器内）でプラズマ（例えば、少なくとも約６０体積％の水素を含む）を生成すること、反応器の内部寸法を縮小すること（例えば、本明細書の他の箇所で説明するように）、および炭化水素を注入して（例えば、本明細書の他の箇所で説明するように）炭素粒子を形成することを含むことができる）。炭化水素は、反応器内で少なくとも約１，０００℃にさらされるが、約３，５００℃を超えられない（例えば、プラズマから生成される熱によって）。プラズマの温度は、一次粒子のサイズを調整するために調整できる。
電極（例えば、電気アーク（本明細書では「アークスポット」とも）にさらされる表面）は、最も強い加熱環境にある可能性がある。電極の表面での破壊は侵食につながることがあり、電極の寿命を縮める可能性がある。電極の侵食は、水素や酸素などの化学的に活性な元素の存在下で動作するプラズマ発生器で最も重い場合がある。電極の寿命は、例えば、電極への電気アークの熱効果を最小にすることにより、および／または侵食性媒体に対する電極表面の適切な保護により延長され得る。電磁界を印加して、アークスポットを電極表面上で急速に移動させることによりアークスポットの影響を低減し、それにより、電極と電気アーク間の接触領域への平均熱流束の密度を低下させることができる。磁場は、２つの電極間の直接的な空間の境界の外側にプラズマを押し出す可能性がある。これは、侵食性媒体（例えば、過熱されたＨ２および水素ラジカル）が電極自体から大きく分離される可能性があることを意味する。電極への磁場の印加により生成される回転アーク放電が使用されてもよい（例えば、付加的に）。磁場は、例えば、約２０ミリテスラ（ｍＴ）から約１００ｍＴ（例えば、トーチの先端で、半径方向（トーチの周囲の周り）および／または電極の輪において軸方向（電極の軸に沿って）であり得る。電極の侵食は、いくつかの放電間での主アーク放電の電流の分布によって制御され、それにより、電極アセンブリの並列接続された電極のそれぞれ、例えばアノードへの熱効果が緩和され得る。例えば、米国特許第２，９５１，１４３号明細書（「ＡＲＣ ＴＯＲＣＨ」）および第３，３４４，０５１号明細書（「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＴＨＥ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＩＮ Ａ ＨＩＧＨ ＩＮＴＥＮＳＩＴＹ ＡＲＣ」）を参照されたい。これらはそれぞれ参照により全体が本明細書に組み込まれる。プラズマは、ＡＣ電極を使用して生成できる。複数（例えば、３つ以上）のＡＣ電極を使用してもよい（例えば、より効率的なエネルギー消費と電極表面での熱負荷の低減という利点がある）。
電極は一定の割合で消費される。例えば、消費される電極の立方メートル当たり約７０トンを超える炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が生成され得る。内側電極と外側電極の表面積の比率は、プラズマ生成中（例えば、分解中）に一定のままである場合がある。いくつかの実装形態では、電極は同心円状に配置されてもよい。プラズマを生成するために使用される電極は、場合によっては製品ナノ粒子の一部になることがある（例えば、グラファイト電極はプロセスでフラーレンナノ粒子になることがある）。電極の分解は、本明細書の他の場所でより詳細に説明されているように制限される場合がある。
熱発生（例えば、プラズマ発生）の下流で、熱活性化チャンバ（例えば、プラズマチャンバ）は、場合によっては、円錐または正方形／スロットの端に狭くなるか、収束することがあり、その後、反応器に発散する前に任意に真っ直ぐにされていてもよい。スロートは、熱活性化セクション（例えば、熱活性化チャンバ）と反応器セクションを分離し、および／または熱伝達ガスを加速して、より強い混合がより小さな領域で行われるようにする。スロートは、熱活性化セクションと反応器セクションの間の最も狭いセクションとして定義されてもよい。スロートの長さは、数メートルまたは約０．５から約２ミリメートル程度の短さであり得る。スロートの最も狭い点は、スロートの最も狭い直径として定義されてもよい。最も狭い断面の約１０％以内にある断面は、スロートの範囲内にあるとみなされる場合がある。１つの直径は、スロートの最も狭い点でのスロートの直径として定義することができる。反応器への炭化水素注入点は、例えば、スロートの上流の約５直径からスロートの下流の約５直径まで配置されてもよい。いくつかの例では、注射はスロートの約＋／−２直径または約＋／−１直径の範囲内で起こり得る。炭化水素原料の注入点は、例えば、スロートの最も狭い点の下流であり、反応器への発散の開始に向かうことがあり得る。スロートはノズルであってもよい。熱伝達ガス（例えば、プラズマガス）は、ノズルを通して加速されてもよい。ノズルの直径は、熱伝達ガス（例えば、プラズマガス）の（流れの）方向に狭くなり得る。狭窄の望ましい量（例えば、スロートの直径）は、例えば、炭化水素および固体炭素粒子のプラズマチャンバへの再循環、最適な混合、ビューファクター、またはそれらの任意の組み合わせに基づいて判定され得る。減少は、最小再循環、最大混合、および増加したビューファクターのバランスに基づいて判定できる。反応器セクションの内部寸法は、例えば、約（例えば、少なくとも約）１０％、２０％、３０％または４０％以上、熱発生器の下流（例えば、プラズマ発生電極から）、縮小することができる（例えば、スロートでプロセスの直径を小さくする）。異なる炭素粒子（例えば、異なるグレードの炭素粒子（例えば、カーボンブラック））は、表面積、構造、および／または表面化学特性をターゲットにしながら、同時に未反応の多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）を最小限に抑えるために、このパラメータの微調整および製品の大きな粒子汚染（例えば、グリット）の最小化が必要になる場合がある。
熱伝達ガス（例えば、プラズマガス）は、反応器領域に導かれてもよい。原料は、空力および電磁力によって生成される一般的な条件下で、プラズマガスと原料の間の激しい急速な混合が発生する可能性があるように、および／または原料が熱活性化チャンバ（例えば、プラズマチャンバ）へ限られたまたは実質的にゼロの再循環（例えば、重要な再循環がない）が発生し得るように、反応器領域に注入することができる。炭化水素の注入は、反応が発生する空間の領域が表面と接触しないように制御することができる。
本明細書に記載されるシステムおよび方法は、炭化水素を急速に加熱して炭素粒子（例えば、炭素ナノ粒子）を形成することを含み得る。例えば、炭化水素は急速に加熱されて、炭素粒子（例えば、炭素ナノ粒子）と水素を形成し得る。水素は、場合によっては過半数の水素を示し得る。例えば、この水素の一部には、メタン（例えば、使用されていないメタン）および／またはその他の様々な炭化水素（例えば、エタン、プロパン、エチレン、アセチレン、ベンゼン、トルエン、ナフタレンなどの多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ））をも含有し得る。
原料が注入されると、２つのガスを平衡（例えば、熱平衡）にするための熱伝達の少なくとも一部が約２秒以内に発生する場合がある。十分な熱が原料に伝達されて、高品質の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が形成される場合がある。例では、加熱された熱伝達ガスに含まれる熱の約３０％から約８０％、または約４０％から約７０％が、熱伝達ガスへの最初の暴露から約２秒以内に炭化水素原料に伝達され得る。別の例では、加熱された熱伝達ガスに含まれる熱の約６０％以上が、熱伝達ガスへの最初の暴露から約２秒以内に炭化水素原料に伝達され得る。別の例では、最初の５００ミリ秒（炭化水素が注入される時点から開始）以内に、熱伝達ガス（例えば、水素）に含まれるエネルギーの約５０％超が炭化水素流出流に伝達され得る。例えば、ジュールで測定されたプラズマによって生成された熱の少なくとも約５０％は、約５００ミリ秒以下で炭化水素に伝達され得る。熱は、放射、伝導、熱ガス伝達、またはその他のメカニズムによって伝達され得る。さらに別の例において、炭素粒子（例えば、微粒子カーボンブラック）を形成するための反応全体は、炭化水素原料材料の注入後数ミリ秒以内に終了し得る。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック）反応の中間生成物は、接触する表面に付着する傾向がある。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）形成前の中間生成物は、表面との接触を防ぐ一方で、内部構成要素の生存を維持する（例えば、熱活性化チャンバライナー、スロート材料、注入器材料、およびリアクター自体）ことができる。混合は、反応器の完全性を維持しながら迅速な混合を達成する方法で制御されてもよい。例えば、混合は、成分の生存性を改善する（例えば、最大化する）、混合を改善する（例えば、最大化する）、および／またはコーキングを減少させる（例えば、最小化する）方法で制御され得る。いくつかの実施において、混合は、かなりの密度の比較的冷たい炭化水素と非常に低い密度の非常に熱い水素との混合を含んでもよい。場合によっては、２つの流出ストリームの密度、温度、速度、および粘度が異なる場合がある。これらの流出ストリームの急速な混合により、十分な量の分解炭化水素が得られる場合がある。
原料注入は、本明細書の他の場所でより詳細に説明されているように、適切な領域で行われてもよい。例えば、原料は、反応器の壁から離れた位置（例えば、中央）、反応器の壁から、電極を通して、またはそれらの任意の組み合わせで（例えば、平面に）注入されてもよい。炭化水素注入には、１または複数の注入器が含まれる場合がある（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００以上の注入器）。注入器は、例えば、円形またはスリット形状を含む様々な形状の先端、スロット、ノズルを備えてもよい。いくつかの実装形態では、水素の大部分が炭化水素原料のカーテン内に閉じ込められるように、注入器の開口部を構成／利用することができる。そのような注入器開口部の総直径（例えば、直径の合計）は、例えば、本明細書の他の箇所で（例えば、ノズルに関して）記載されている通りであり得る。複数の注入器開口部が同じ軸平面に配置されていてもよい。熱伝達ガスの流れは、軸方向（例えば、実質的に軸方向）、半径方向（例えば、実質的に半径方向）、またはそれらの組み合わせであり得る。原料は、熱伝達ガスと同じ流れ方向、熱伝達ガスに垂直な流れ方向、またはそれらの組み合わせで、熱伝達ガスの前述の流れに（例えば、１または複数の開口部を通して）注入することができる（例えば、原料は、軸方向（例えば、実質的に軸方向）、半径方向（例えば、実質的に半径方向）、またはそれらの組み合わせで注入されてもよい）。注入器は、熱ガス流に対して接線方向／軸方向、半径方向、またはそれらの組み合わせに対して方向付けられてもよい。本明細書の他の箇所でさらに詳細に説明するように、軸外注入を使用することができる。軸外注入は、約０．１、０．５、１、２、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、８９、または８９．５度以上の軸外角度で行うことができる。代替的または追加的に、軸外角度は、約８９．９、８９．５、８９、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、５、２、１または０．５度以下であってもよい。軸外角度は、例えば、約５度から約８５度までであり得る。接線方向の流れを導入して（例えば、追加的に）、２つの流出流間の混合をさらに強化してもよい。
炭化水素原料の混合（例えば、スロートまたはスロートのすぐ下流）は、熱ガス（例えば、プラズマ）の流れに対して接線方向に向けられた複数の注入器を使用することで実現できる。いくつかの実装形態では、適切な直径の４つの円形ノズル（例えば、注入器が同じ場所にある断面の円周の約５％未満のノズルの総直径を備えた）を使用することができる。いくつかの実装形態では、適切な直径の（例えば、ノズルの直径の合計が、注入器が同じ場所にある断面の円周の約５％を超える）６個以上のノズル、または代替形状のノズル（例えば、スリット形状）を使用できる。ノズル（例えば、増加したノズル数／調整されたノズル形状構成）は、水素の大部分が炭化水素原料のカーテン内に閉じ込められるように利用されてもよい。炭化水素は、熱ガス（例えば、プラズマ）流とともに軸方向に注入されてもよい（本明細書では「軸方向炭化水素注入」とも）。炭化水素は半径方向に注入されてもよい。流れは、軸方向成分と半径方向の成分の両方を含んでもよい（「軸外」の流れ）。軸外注入は、例えば、約５度から約８５度の軸外角度であり得る。さらに、接線方向の流れを導入して、２つの流出流間の混合をさらに強化することができる。これに関連して、直径は不規則または規則的な形状のノズルの最大寸法を示し得る（例えば、形状が星の場合、直径は最大の内部寸法を与える星の２つの先端の間で測定される）。原料は、例えば、反応器の側面から（例えば、狭小化の上流（前）、中（例えば、ミドル）または下流（後）；スロートまたはその近くの平面上の任意の場所（収束領域の下など）、またはスロートのさらに下流（例えば、反応器の発散領域）など）から、図２に示すような軸方向の回転の有無にかかわらず入ることができ、１または複数の開口部を含む中央注入器先端から（例えば、噴射面の１または複数の開口部を通して）軸方向下流に炭化水素を噴射することができる注入器を使用して、反応器のほぼ中央の位置で軸方向に注入することができる。炭化水素原料の注入は、中央に配置された注入器から半径方向外側に、または反応器の壁から半径方向内側に行われる。
１または複数の注入器は、冷却液（例えば、水）で冷却できる。１または複数の注入器は、例えば、水または非酸化性液体（例えば、鉱油、エチレングリコール、プロピレングリコール、例えばＤＯＷＴＨＥＲＭ（商標）材料などの合成有機流体）によって冷却されてもよい。例えば、同一出願人による同時係属の国際公開第２０１５／１１６８００号（「ＰＬＡＳＭＡ ＧＡＳ ＴＨＲＯＡＴ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」）を参照されたい。これは参照により全体が本明細書に組み込まれる。１または複数の注入器は、例えば、銅、ステンレス鋼、グラファイト、および／または高融点および良好な耐腐食性（例えば、水素フリーラジカル環境に対する）を有する他の同様の材料（例えば、合金）などの適切な材料から製造され得る。
図６は、本開示による反応装置（本明細書では「装置」とも）６００を示す。装置は、例えば、熱発生（例えば、加熱）６０５、注入６１０、および反応６１５を可能にするように構成され得る。例えば、装置は、１または複数の一定直径領域／セクション、１または複数の収束領域／セクション、１または複数の発散領域／セクション、１または複数の挿入物または他の追加の構成要素、またはそれらの任意の組み合わせを含み得る。そのような領域／セクション、および／または挿入物または他の追加の構成要素は、熱発生（例えば、加熱）６０５、注入６１０および反応６１５を実施するために様々な方法で組み合わされてもよい。そのような実装は、図２、図３、および図４の概略図に関連して説明された構成を含むことができるが、それに限定されない。例えば、熱発生６０５が実施される領域／セクションは、反応６１５が実施される反応領域／セクションからスロートによって分離されてもされなくてもよく、注入６１０は、熱発生６０５の下流にあってもなくてもよい。
熱伝達ガスは、例えば、約１標準立方メートル／時（Ｎｍ３／時）、２Ｎｍ３／時、５Ｎｍ３／時、１０Ｎｍ３／時、２５Ｎｍ３／時、５０Ｎｍ３／時、７５Ｎｍ３／時、１００Ｎｍ３／時、１５０Ｎｍ３／時、２００Ｎｍ３／時、２５０Ｎｍ３／時、３００Ｎｍ３／時、３５０Ｎｍ３／時、４００Ｎｍ３／時、４５０Ｎｍ３／時、５００Ｎｍ３／時、５５０Ｎｍ３／時、６００Ｎｍ３／時、６５０Ｎｍ３／時、７００Ｎｍ３／時、７５０Ｎｍ３／時、８００Ｎｍ３／時、８５０Ｎｍ３／時、９００Ｎｍ３／時、９５０Ｎｍ３／時、１，０００Ｎｍ３／時、２，０００Ｎｍ３／時、３，０００Ｎｍ３／時、４，０００Ｎｍ３／時、５，０００Ｎｍ３／時、６，０００Ｎｍ３／時、７，０００Ｎｍ３／時、８，０００Ｎｍ３／時、９，０００Ｎｍ３／時、１０，０００Ｎｍ３／時、１２，０００Ｎｍ３／時、１４，０００Ｎｍ３／時、１６，０００Ｎｍ３／時、１８，０００Ｎｍ３／時、２０，０００Ｎｍ３／時、３０，０００Ｎｍ３／時、４０，０００Ｎｍ３／時、５０，０００Ｎｍ３／時、６０，０００Ｎｍ３／時、７０，０００Ｎｍ３／時、８０，０００Ｎｍ３／時、９０，０００Ｎｍ３／時または１００，０００Ｎｍ３／時以上の速度でシステム（例えば、反応装置）に供給されてもよい。代替的または追加的に、熱伝達ガスは、例えば、約１００，０００Ｎｍ３／時、９０，０００Ｎｍ３／時、８０，０００Ｎｍ３／時、７０，０００Ｎｍ３／時、６０，０００Ｎｍ３／時、５０，０００Ｎｍ３／時、４０，０００Ｎｍ３／時、３０，０００Ｎｍ３／時、２０，０００Ｎｍ３／時、１８，０００Ｎｍ３／時、１６，０００Ｎｍ３／時、１４，０００Ｎｍ３／時、１２，０００Ｎｍ３／時、１０，０００Ｎｍ３／時、９，０００Ｎｍ３／時、８，０００Ｎｍ３／時、７，０００Ｎｍ３／時、６，０００Ｎｍ３／時、５，０００Ｎｍ３／時、４，０００Ｎｍ３／時、３，０００Ｎｍ３／時、２，０００Ｎｍ３／時、１，０００Ｎｍ３／時、９５０Ｎｍ３／時、９００Ｎｍ３／時、８５０Ｎｍ３／時、８００Ｎｍ３／時、７５０Ｎｍ３／時、７００Ｎｍ３／時、６５０Ｎｍ３／時、６００Ｎｍ３／時、５５０Ｎｍ３／時、５００Ｎｍ３／時、４５０Ｎｍ３／時、４００Ｎｍ３／時、３５０Ｎｍ３／時、３００Ｎｍ３／時、２５０Ｎｍ３／時、２００Ｎｍ３／時、１５０Ｎｍ３／時、１００Ｎｍ３／時、７５Ｎｍ３／時、５０Ｎｍ３／時、２５Ｎｍ３／時、１０Ｎｍ３／時、５Ｎｍ３／時または２Ｎｍ３／時以下の速度でシステム（例えば、反応装置）に供給されてもよい。熱伝達ガスは、１または複数の流路に分割されてもよい（例えば、実施例１および２に関連して説明されるように）。熱伝達ガスは、本明細書に記載の１または複数の原料流量と組み合わせて、そのような量でシステム（例えば、反応装置）に供給されてもよい。熱伝達ガスは、本明細書に記載の１または複数の温度にそのような流量で加熱されてもよい。
原料（例えば、炭化水素）は、例えば、毎時約５０グラム（ｇ／時）、１００ｇ／時、２５０ｇ／時、５００ｇ／時、７５０ｇ／時、毎時１キログラム（ｋｇ／時）／時、２ｋｇ／時、５ｋｇ／時、１０ｋｇ／時、１５ｋｇ／時、２０ｋｇ／時、２５ｋｇ／時、３０ｋｇ／時、３５ｋｇ／時、４０ｋｇ／時、４５ｋｇ／時、５０ｋｇ／時、５５ｋｇ／時、６０ｋｇ／時、６５ｋｇ／時、７０ｋｇ／時、７５ｋｇ／時、８０ｋｇ／時、８５ｋｇ／時、９０ｋｇ／時、９５ｋｇ／時、１００ｋｇ／時、１５０ｋｇ／時、２００ｋｇ／時、２５０ｋｇ／時、３００ｋｇ／時、３５０ｋｇ／時、４００ｋｇ／時、４５０ｋｇ／時、５００ｋｇ／時、６００ｋｇ／時、７００ｋｇ／時、８００ｋｇ／時、９００ｋｇ／時、１，０００ｋｇ／時、１，１００ｋｇ／時、１，２００ｋｇ／時、１，３００ｋｇ／時、１，４００ｋｇ／時、１，５００ｋｇ／時、１，６００ｋｇ／時、１，７００ｋｇ／時、１，８００ｋｇ／時、１，９００ｋｇ／時、２，０００ｋｇ／時、２，１００ｋｇ／時、２，２００ｋｇ／時、２，３００ｋｇ／時、２，４００ｋｇ／時、２，５００ｋｇ／時、３，０００ｋｇ／時、３，５００ｋｇ／時、４，０００ｋｇ／時、４，５００ｋｇ／時、５，０００ｋｇ／時、６，０００ｋｇ／時、７，０００ｋｇ／時、８，０００ｋｇ／時、９，０００ｋｇ／時または１０，０００ｋｇ／時以上の速度でシステム（例えば、反応装置）に供給されてもよい。代替的または追加的に、原料（例えば、炭化水素）は、例えば、約１０，０００ｋｇ／時、９，０００ｋｇ／時、８，０００ｋｇ／時、７，０００ｋｇ／時、６，０００ｋｇ／時、５，０００ｋｇ／時、４，５００ｋｇ／時、４，０００ｋｇ／時、３，５００ｋｇ／時、３，０００ｋｇ／時、２，５００ｋｇ／時、２，４００ｋｇ／時、２，３００ｋｇ／時、２，２００ｋｇ／時、２，１００ｋｇ／時、２，０００ｋｇ／時、１，９００ｋｇ／時、１，８００ｋｇ／時、１，７００ｋｇ／時、１，６００ｋｇ／時、１，５００ｋｇ／時、１，４００ｋｇ／時、１，３００ｋｇ／時、１，２００ｋｇ／時、１，１００ｋｇ／時、１，０００ｋｇ／時、９００ｋｇ／時、８００ｋｇ／時、７００ｋｇ／時、６００ｋｇ／時、５００ｋｇ／時、４５０ｋｇ／時、４００ｋｇ／時、３５０ｋｇ／時、３００ｋｇ／時、２５０ｋｇ／時、２００ｋｇ／時、１５０ｋｇ／時、１００ｋｇ／時、９５ｋｇ／時、９０ｋｇ／時、８５ｋｇ／時、８０ｋｇ／時、７５ｋｇ／時、７０ｋｇ／時、６５ｋｇ／時、６０ｋｇ／時、５５ｋｇ／時、５０ｋｇ／時、４５ｋｇ／時、４０ｋｇ／時、３５ｋｇ／時、３０ｋｇ／時、２５ｋｇ／時、２０ｋｇ／時、１５ｋｇ／時、１０ｋｇ／時、５ｋｇ／時、２ｋｇ／時、１ｋｇ／時、７５０ｇ／時、５００ｇ／時、２５０ｇ／時または１００ｇ／時以下の速度でシステム（例えば、反応装置）に供給されてもよい。
約１，０００℃、１，１００℃、１，２００℃、１，３００℃、１，４００℃、１，５００℃、１，６００℃、１，７００℃、１，８００℃、１，９００℃、２，０００℃、２０５０℃、２，１００℃、２，１５０℃、２，２００℃、２，２５０℃、２，３００℃、２，３５０℃、２，４００℃、２，４５０℃、２，５００℃、２，５５０℃、２，６００℃、２，６５０℃、２，７００℃、２，７５０℃、２，８００℃、２，８５０℃、２，９００℃、２，９５０℃、３，０００℃、３，０５０℃、３，１００℃、３，１５０℃、３，２００℃、３，２５０℃、３，３００℃、３，３５０℃、３，４００℃または３，４５０℃以上の温度に、熱伝達ガスが加熱され、および／または原料がさらされる。約３，５００℃、３，４５０℃、３，４００℃、３，３５０℃、３，３００℃、３，２５０℃、３，２００℃、３，１５０℃、３，１００℃、３，０５０℃、３，０００℃、２，９５０℃、２，９００℃、２，８５０℃、２，８００℃、２，７５０℃、２，７００℃、２，６５０℃、２，６００℃、２，５５０℃、２，５００℃、２，４５０℃、２，４００℃、２，３５０℃、２，３００℃、２，２５０℃、２，２００℃、２，１５０℃、２，１００℃、２０５０℃、２，０００℃、１，９００℃、１，８００℃、１，７００℃、１，６００℃、１，５００℃、１，４００℃、１，３００℃、１，２００℃または１，１００℃以下の温度に、熱伝達ガスが加熱され、および／または原料がさらされる。熱伝達ガスは、熱発生器（例えば、プラズマ発生器）によってそのような温度に加熱されてもよい。熱伝達ガスは、熱発生器によってそのような温度に電気的に加熱されてもよい（例えば、熱発生器は電気エネルギーによって駆動されてもよい）。そのような熱発生器は、適切な電力を有し得る。熱発生器は、そのような電力で、例えば腐食環境で数百時間または数千時間連続して動作するように構成されてもよい。
熱発生器は適切な電力で動作し得る。電力は、例えば、約０．５キロワット（ｋＷ）、１ｋＷ、１．５ｋＷ、２ｋＷ、５ｋＷ、１０ｋＷ、２５ｋＷ、５０ｋＷ、７５ｋＷ、１００ｋＷ、１５０ｋＷ、２００ｋＷ、２５０ｋＷ、３００ｋＷ、３５０ｋＷ、４００ｋＷ、４５０ｋＷ、５００ｋＷ、５５０ｋＷ、６００ｋＷ、６５０ｋＷ、７００ｋＷ、７５０ｋＷ、８００ｋＷ、８５０ｋＷ、９００ｋＷ、９５０ｋＷ、１メガワット（ＭＷ）、１．０５ＭＷ、１．１ＭＷ、１．１５ＭＷ、１．２ＭＷ、１．２５ＭＷ、１．３ＭＷ、１．３５ＭＷ、１．４ＭＷ、１．４５ＭＷ、１．５ＭＷ、１．６ＭＷ、１．７ＭＷ、１．８ＭＷ、１．９ＭＷ、２ＭＷ、２．５ＭＷ、３ＭＷ、３．５ＭＷ、４ＭＷ、４．５ＭＷ、５ＭＷ、５．５ＭＷ、６ＭＷ、６．５ＭＷ、７ＭＷ、７．５ＭＷ、８ＭＷ、８．５ＭＷ、９ＭＷ、９．５ＭＷ、１０ＭＷ、１０．５ＭＷ、１１ＭＷ、１１．５ＭＷ、１２ＭＷ、１２．５ＭＷ、１３ＭＷ、１３．５ＭＷ、１４ＭＷ、１４．５ＭＷ、１５ＭＷ、１６ＭＷ、１７ＭＷ、１８ＭＷ、１９ＭＷ、２０ＭＷ、２５ＭＷ、３０ＭＷ、３５ＭＷ、４０ＭＷ、４５ＭＷ、５０ＭＷ、５５ＭＷ、６０ＭＷ、６５ＭＷ、７０ＭＷ、７５ＭＷ、８０ＭＷ、８５ＭＷ、９０ＭＷ、９５ＭＷ、または１００ＭＷ以上であってよい。代替的または追加的に、電力は、例えば、約１００ＭＷ、９５ＭＷ、９０ＭＷ、８５ＭＷ、８０ＭＷ、７５ＭＷ、７０ＭＷ、６５ＭＷ、６０ＭＷ、５５ＭＷ、５０ＭＷ、４５ＭＷ、４０ＭＷ、３５ＭＷ、３０ＭＷ、２５ＭＷ、２０ＭＷ、１９ＭＷ、１８ＭＷ、１７ＭＷ、１６ＭＷ、１５ＭＷ、１４．５ＭＷ、１４ＭＷ、１３．５ＭＷ、１３ＭＷ、１２．５ＭＷ、１２ＭＷ、１１．５ＭＷ、１１ＭＷ、１０．５ＭＷ、１０ＭＷ、９．５ＭＷ、９ＭＷ、８．５ＭＷ、８ＭＷ、７．５ＭＷ、７ＭＷ、６．５ＭＷ、６ＭＷ、５．５ＭＷ、５ＭＷ、４．５ＭＷ、４ＭＷ、３．５ＭＷ、３ＭＷ、２．５ＭＷ、２ＭＷ、１．９ＭＷ、１．８ＭＷ、１．７ＭＷ、１．６ＭＷ、１．５ＭＷ、１．４５ＭＷ、１．４ＭＷ、１．３５ＭＷ、１．３ＭＷ、１．２５ＭＷ、１．２ＭＷ、１．１５ＭＷ、１．１ＭＷ、１．０５ＭＷ、１ＭＷ、９５０ｋＷ、９００ｋＷ、８５０ｋＷ、８００ｋＷ、７５０ｋＷ、７００ｋＷ、６５０ｋＷ、６００ｋＷ、５５０ｋＷ、５００ｋＷ、４５０ｋＷ、４００ｋＷ、３５０ｋＷ、３００ｋＷ、２５０ｋＷ、２００ｋＷ、１５０ｋＷ、１００ｋＷ、７５ｋＷ、５０ｋＷ、２５ｋＷ、１０ｋＷ、５ｋＷ、２ｋＷ、１．５ｋＷまたは１ｋＷ以下であってもよい。
炭素粒子は、例えば、約１％、５％、１０％、２５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．５％または９９．９％以上の収率（例えば原料の変換率に基づき、注入された総炭化水素に基づき、重量パーセント炭素に基づき、または生成炭素のモル数と反応体炭素のモル数で測定される炭素粒子の収率）で生成されてもよい。代替的または追加的に、炭素粒子は、例えば、約１００％、９９．９％、９９．５％、９９％、９８％、９７％、９６％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、２５％または５％以下の収率で生成される（例えば、原料の変換率に基づき、注入された総炭化水素に基づき、重量パーセント炭素に基づき、または生成炭素のモル数と反応体炭素のモル数で測定される炭素粒子の収率）で生成されてもよい。いくつかの例（例えば、ワンステッププロセス）では、炭素粒子（例えば、炭素ナノ粒子）の収率は、少なくとも約９０％であり得る。いくつかの例（例えば、ワンステッププロセス）では、炭化水素原料（例えば、メタン）の変換率に基づく炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）の収率は、約９４％または９５％を超える場合がある。いくつかの例では、炭化水素原料の約９０％以上が、重量パーセントの炭素に基づき炭素粒子（例えば、カーボンブラック）に変換され得る。いくつかの例では、反応器に注入された全炭化水素に基づく炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の収率は、生成された炭素のモル対反応物炭素のモルで測定して、約８０％より大きくなり得る。
図２は、反応器２００（の一部）の例の断面を示す。この例では、３つ以上のＡＣ電極の使用、同心ＤＣ電極の使用（例えば、図３および４に示す）、または抵抗または誘導ヒーターの使用を通して、高温の熱伝達ガス２０１は、反応器の上部で生成され得る。高温熱伝達ガスは、例えば、少なくとも約２，４００℃であり得る少なくとも約５０体積％の水素を含み得る。炭化水素注入器２０２は冷却（例えば、水冷）されてもよい。炭化水素注入器２０２は、反応器の側面から（例えば、図示のように、または本明細書の他の箇所に記載の適切な位置で）入り、その後、熱伝達ガス（高温ガス）の流れに対して軸方向位置にされていてもよい。炭化水素注入器先端２０３は、１または複数の開口部（例えば、炭化水素を時計回りまたは反時計回りの流れパターンで（例えば、混合を最適化するために）噴射できる）を含むか、それであり得る。反応器は、１または複数の収束領域２０４を含むことができる。１または複数の収束領域２０４は、反応器の狭小化をもたらし得る。１または複数の収束領域２０４は、反応器を狭め、次いで１または複数の収束領域の下流の１または複数の発散領域２０５に導くことができる。例えば、同一出願人による同時係属の国際公開第２０１７／０４４５９４号（「ＣＩＲＣＵＬＡＲ ＦＥＷ ＬＡＹＥＲ ＧＲＡＰＨＥＮＥ」）および国際公開第２０１７／０４８６２１号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＦＲＯＭ ＮＡＴＵＲＡＬ ＧＡＳ」）を参照されたい。それらはそれぞれ参照により本明細書に完全に組み込まれる。
図３は、装置３００の別の例の概略図を示す。例えば、酸素、窒素、アルゴン、ヘリウム、空気、水素、一酸化炭素、炭化水素（例えば、メタン、エタン、不飽和）などの熱伝達ガス（例えば、プラズマガス）３０１（単独または２つ以上の混合物で使用される）は、同心円状に上部チャンバに配置された２つの電極によって作成された環に注入することができる。プラズマ形成電極は、内側電極３０２および外側電極３０３を備えてもよい。２つの電極間に十分に大きな電圧が印加される場合がある。電極は、銅、タングステン、グラファイト、モリブデン、銀などを含むか、それらで作られていてもよい。このように形成されたプラズマは、１または複数の炭化水素注入器３０５で供給される炭化水素原料と反応／相互作用し得て、炭素粒子生成物（例えば、カーボンブラック生成物）を生成する反応ゾーンに入り得る。容器の壁（例えば、耐火物、グラファイト、冷却されたものなどを含む、またはそれらで構成される）は、プラズマ形成温度に耐えることができる。１または複数の炭化水素注入器３０５は、収束領域３０７の下のスロート３０６またはスロート３０６の近くの平面上のどこにでも、または反応器の発散領域３０８のスロートのさらに下流に配置してもよい。炭化水素注入器の先端は、例えば、噴射面の周りに同心円状に配置されてもよい。非限定的な例として、少なくとも６個の注入器と、この種の最大１８個の先端、またはスロット、または連続スロットがある。
図４は、装置４００の別の例の概略図を示す。図４は、導電性材料（例えば、グラファイト）の同心リングからなる内側電極４０１および外側電極４０２をそれぞれ含む反応器の二次元の切り欠きを示す。熱伝達ガス（例えば、プラズマガス）４０７は、アークが次いでガスをプラズマ状態に励起することができる２つの電極間の環を流れてもよい。アークは、電極先端の周りでアークを円形に急速に動かす磁場の使用により制御することができる。この例では、炭化水素は、炭化水素注入器４０３を介して同心電極の中心を通って炭化水素注入器４０３で（例えば、炭化水素注入器先端４０４で）注入され得る。いくつかの例では、炭化水素注入器４０３は、例えば水冷式であってもよい。炭化水素注入器の先端は、電極の底面より上の位置に配置することができ、またはこれは平面より下、または同じ平面（例えば、平面と同じ高さ）に配置することができる。いくつかの実装形態（例えば、任意選択）では、装置は、反応器の狭小化につながる１または複数の収束領域４０５を含み、その後、１または複数の収束領域の下流で１または複数の発散領域４０６を含むことができる。
図２、３および４に示される反応器の例はそれぞれ、下向きの流れを伴う垂直方向を有するが、上向きの流れまたは水平な反応器の向きも使用され得る。
本開示の熱発生器（例えば、プラズマ発生器）、熱発生セクション（例えば、プラズマ発生セクション）、熱活性化セクション（例えば、プラズマチャンバなどの熱活性化チャンバ）、スロートおよび／または注入ゾーン（またはその部分）は、例えば、銅、タングステン、グラファイト、モリブデン、レニウム、窒化ホウ素、ニッケル、クロム、鉄、銀、またはそれらの合金を含む、またはそれらから作られてもよい。
本開示のシステムは、反応装置を備えてもよい。反応装置は、本明細書の他の場所に記載されている（例えば、図２、３、４、および６に関して）ものであり得る。本明細書に記載のシステムおよび方法に対するいくつかの修正および／または調整は、本明細書に記載の粒子特性および／または特性の組み合わせのいくつかを実現するために必要な場合がある。
本開示のシステムは、囲まれたプロセスを実装するように構成され得る。そのような密閉粒子生成システムは、例えば、密閉粒子生成反応器を含んでもよい。囲まれたプロセスは、熱発生器（例えば、プラズマ発生器）、反応チャンバ、メインフィルタ、および脱気チャンバを含んでもよい。囲まれたプロセスは、例えば、熱発生器（例えば、プラズマ発生器）、反応チャンバ、スロートおよび／または他の領域（例えば、図６に関連して説明される）、メインフィルタ、および脱気チャンバを含み得る。これらの成分は、酸素および他の大気ガスを実質的に含まない場合がある。このプロセス（またはその一部）では、特定の雰囲気のみが許可される。例えば、酸素は、閉鎖されたプロセスにおいて、例えば、約５体積％未満の制御された量で除外または投与されてもよい。システム（プロセス）は、熱発生器（例えば、プラズマ発生器）、熱活性化チャンバ（例えば、プラズマチャンバ）、スロートおよび／または他の領域（例えば、図６に関して説明したような）、ファーネスまたは反応器、熱交換器（例えば、反応器に接続）、メインフィルタ（例えば、熱交換器に接続）、脱気（例えば、製品不活性化）装置（例えば、チャンバ）（例えば、フィルタに接続されている）、およびバックエンドのうちの１または複数を含み得る。バックエンドは、ペレタイザー（例えば、脱気装置に接続）、バインダー混合（例えば、バインダーと水）タンク（例えば、ペレタイザーに接続）、および乾燥機（例えば、ペレタイザーに接続）のうちの１または複数を含み得る。他の構成要素の非限定的な例として、搬送プロセス、プロセスフィルタ、サイクロン、分級機および／またはハンマーミルが（例えば、任意に）追加されてもよい。バックエンド構成要素のさらなる例は、本明細書の他の場所で提供されている通りであり得る。また、例えば、米国特許第３，９８１，６５９号明細書（「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＲＹＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＰＥＬＬＥＴＳ」）、米国特許第３，３０９，７８０号明細書（「ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＲＹＩＮＧ ＷＥＴ ＰＡＲＴＩＣＵＬＡＴＥ ＳＯＬＩＤＳ」）および米国特許第３，３０７，９２３号明細書（「ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）も参照されたい。それらは各々参照により本明細書に完全に組み込まれる。
図１は、本開示のプロセスを実施するように構成されたシステム１００の例を示している。システムは、熱活性化チャンバ（例えば、プラズマチャンバ）１０５、スロートおよび／または他の領域１１０、反応器１１５、熱交換器１２０、フィルタ１２５、脱気１３０、バックエンド１３５、またはそれらの組み合わせを含むことができる。
図５は、プロセス５００のフローチャートの例を示している。このプロセスは、高温ガス（例えば、熱＋炭化水素）５０１への炭化水素の添加（例えば、図２、３、４、６の高温ガスと炭化水素（例えば、炭化水素前駆体）とを組み合わせる方法の例に関して説明したように）から始まり得る。プロセスは、ガス（例えば、熱伝達ガス）を加熱するステップ、炭化水素を高温ガス（例えば、５０１）に加えるステップ、反応器５０２を通過するステップ、および１または複数の熱交換器５０３、フィルタ５０４、脱気（例えば、脱気チャンバ）５０５、およびバックエンド５０６を使用するステップの１または複数を含み得る。高温ガスは、平均温度が約２，２００℃を超える高温ガスの流れである場合がある。高温ガスは、本明細書の他の箇所に記載されている組成を有していてもよい（例えば、高温ガスは体積で５０％を超える水素を含んでいてもよい）。いくつかの実装形態では、本明細書で説明する１または複数のプロセスは、大気酸素を実質的に含まない場合がある（本明細書では「実質的に酸素を含まない」とも）。このプロセスは、ガス（例えば、体積で５０％以上の水素を含む）を加熱し、次にこの高温ガスを５０１で炭化水素に加えることを含んでもよい。熱は、反応器の壁からの潜在的な放射熱を通じて（例えば）提供されてもよい。これは、外部から供給されたエネルギーによる壁の加熱、または高温ガスからの壁の加熱により発生する場合がある。熱は、高温ガスから炭化水素原料に伝達される場合がある。これは、反応器または反応ゾーン５０２内の高温ガスに炭化水素原料を追加するとすぐに発生する可能性がある。炭化水素は、完全に炭素粒子（カーボンブラックなど）に変換される前に、分解し始めることができる。脱気（例えば、脱気ユニット）５０５は、例えば、同一出願人による同時係属中の国際公開第２０１６／１２６５９９号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」）に記載されているものであってよく、それは参照により本明細書に完全に組み込まれる。バックエンド５０６は、例えば、ペレタイザー、バインダー混合タンク（例えば、ペレタイザーに接続）、および乾燥機（例えば、ペレタイザーに接続）のうちの１または複数を含み得る。
いくつかの例では、本明細書に記載のシステム／プロセスは、反応器またはシステムのフロントエンド（例えば、反応器１１５および／または５０２）にフィルタを備えてもよい。フロントエンドフィルタは、例えば、反応器に入る材料の流れの１または複数から硫黄不純物を除去し得る。そのような硫黄不純物は、例えば、硫化水素、硫化カルボニル、メルカプタン中の硫黄、硫化鉄および／または他の硫黄化合物を含んでもよい。フィルタは、例えばアミンスクラビングおよび／または他の技術を使用して、そのような不純物を除去してもよい。フィルタは、原料流から硫黄不純物を除去する場合がある。フィルタは、例えば、原料注入器（例えば、反応器原料注入器の入口）に連結されてもよい。フィルタは、例えば、フィルタの前に材料の流れ（例えば、原料流）に存在する硫黄含有量（例えば、質量基準）の少なくとも約１％、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、９９％、９９．９％または１００％を除去し得る。さらに、フィルタは、ある場合には、フィルタ前の原料流に存在する硫黄含有量（例えば、質量基準）の最大で約９９．９％、９９％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％または５％を除去し得る。フィルタを通過した後、材料の流れ（例えば、原料）は、例えば、約５％、２％、１％、０．７５％、０．５％、０．４％、０．３％、０．２％、０．１％、０．０９％、０．０８％、０．０７％、０．０６％、０．０５％、０．０４％、０．０３％、０．０２％、０．０１％、５０ｐｐｍ、４５ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、３５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、または０．１ｐｐｍ以下の硫黄（例えば、重量基準）を含み得る。代替的または追加的に、フィルタを通過した後、材料の流れ（例えば、原料）は、例えば、約０ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、５ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、３５ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、４５ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、０．０１％、０．０２％、０．０３％、０．０４％、０．０５％、０．０６％、０．０７％、０．０８％、０．０９％、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．７５％、１％、または２％以上の硫黄（例えば、重量基準）を含み得る。本明細書で説明されるシステム／プロセスは、本明細書の他の場所で説明される元素硫黄含有量を有する粒子を生成するために使用されてもよい。いくつかの例では、本明細書に記載のシステム／プロセスを使用して、元素の硫黄の含有量が約５ｐｐｍまたは１ｐｐｍ以下の粒子を生成することができる。
反応生成物は製造後に冷却してもよい。反応生成物を冷却するためにクエンチが使用されてもよい。例えば、大部分の水素ガスを含むクエンチが使用され得る。クエンチは、プロセスの反応器部分に注入されてもよい。プロセスガスを冷却するために熱交換器が使用される場合がある。熱交換器では、プロセスガスが広い表面領域にさらされてそれにより冷却され得る一方、製品の流れがプロセス全体に同時に輸送される。本開示のプロセスにおける反応器内の熱交換器は、例えばファーネスプロセスにおけるよりも効率的であり得る（例えば、本明細書に記載されるプロセスにおいて高温であるため）。熱交換器（例えば、熱交換器１２０）は、例えば、国際公開第２０１６／１２６５９９号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」）、および国際公開第２０１７／０３４９８０号（「ＨＩＧＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＨＥＡＴ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）に記載されるように構成され得る。これらはそれぞれ参照により全体が本明細書に組み込まれる。所定の構成では、除去されるエネルギーは、例えば動作条件および／またはグレードに依存する場合がある。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、反応器を出て熱交換器と接触する高温ガスの流出流との混合物で／と一緒に生成されてもよい。熱交換器は、約５０００キロジュール／キログラム（ｋＪ／ｋｇ）を超える炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）だけ、ガスおよび炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）の流出流の熱エネルギーを減らすことができる。ガスおよび炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）の流出流は、（例えば、後続的に）ガスの５０％以上を通過させるフィルタを通過し、フィルタ上にて実質的にすべての炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）を捕捉できる。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）の少なくとも約９８重量％がフィルタ上に捕捉され得る。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、反応器を出て熱交換器と接触する可燃性ガスを含む高温ガスの流出流の混合物で生成されてもよい。可燃性ガスを含む高温ガスの流出流は、（例えば、その後）フィルタを通過し、実質的にすべての炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）をフィルタ上にて捕捉し得る。ガスは、（例えば、後続的に）可燃性ガスの量が約１０体積％未満に減少する脱気装置を通過してもよい。可燃性ガスは水素を含むか、水素であり得る。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、反応器を出て熱交換器と接触する可燃性ガスを含む高温ガスの流出流の混合物で生成されてもよい。混合物は、（例えば、続いて）フィルタを通過し、実質的にすべての炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）をフィルタ上に捕捉してもよい。残留ガスを含む炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、（例えば、続いて）可燃性ガスの量が体積で約１０％未満に減少する脱気装置を通過してもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック粒子）は、（例えば、続いて）バインダーと水と混合され、次いでペレットに形成され、その後、乾燥機で水の大部分が除去され得る。
水素および／または他の可燃性ガスは、炭素粒子および／または炭素粒子凝集体（例えば、カーボンブラック凝集体）の生成流の細孔および／または隙間から分離する（例えば、脱気１３０内で）ことができる（例えば、プラズマトーチ反応器システム、または約４０％以上の可燃性ガスを含む炭素粒子の形成で作られるガスをもたらす炭素粒子を作る他のシステムにて形成される）。そのようなプロセスは、テールガスの大部分からろ過、そうでなければ分離され得る炭素（例えば、カーボンブラック）を生成し、粒子および／または凝集物の可燃性ガスで満たされた細孔および／または隙間を残す（例えば、下流の大気機器に対する相当の安全性の危険性の呈示）。そのような可燃性ガスは、炭素（例えば、カーボンブラック）粒子および／または凝集体の細孔および／または隙間から除去することができる（例えば、空気または空気混合物中の炭素（例えば、カーボンブラック）を処理する下流装置を保護するため）。
炭化水素原料（例えば、メタン）の分解で生成された可燃性ガス（例えば、水素）を除去するための脱気ステップが完了するまで、ワンステッププロセスに反応物と生成物を含めることができる。高度に可燃性のガスである水素は、カーボンナノ粒子を操作するために、生成されたままの炭素粒子（例えば、カーボンナノ粒子）から分離され得る。例えば、水素レベルが例えば２０体積パーセント未満に低下した場合、脱気は完了したとみなすことができる。
生成された炭素粒子および／または凝集物（例えば、カーボンブラック）は、その細孔および／または隙間に高濃度の可燃性ガスを含むことがあり、その後、例えば不活性ガスで置換することにより除去することができる（例えば、それによって下流の装置で処理しても安全な炭素粒子（例えば、カーボンブラック）をレンダリングする）。不活性ガスは、例えば、窒素、希ガス、蒸気または二酸化炭素であり得る。不活性ガスは、希ガス、窒素、蒸気、および／または二酸化炭素の２つ以上の混合物であってもよい。サイクロン、バッグハウス、またはその他の一次分離装置でバルク分離された後、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）から可燃性ガス（例えば、水素）、特に、炭素粒子および／または凝集体（例えば、カーボンブラック）の細孔および／または隙間および構造に残っている少量を除去することは、困難な場合がある。可燃性ガスの濃度は、乾燥ベースで約３０体積％を超える場合がある。
可燃性ガスは、例えば、圧力または温度を変化させることにより、または生成される炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を不活性ガスの上向きの流れに排出することにより、粒子および／または粒子凝集体（例えば、黒色凝集体）の細孔および／または隙間から除去され得る。生成された炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は不活性ガスの上向きの流れに排出され、（例えば、粒子および／または凝集体の）細孔および／または隙間に含まれる可燃性ガス（例えば、水素）を不活性ガスに拡散させ得る。炭素粒子および／または炭素粒子（例えば、カーボンブラック）凝集体（例えば、プラズマトーチシステムおよび／または他の炭素粒子を作るための高強度システムで生成される）の細孔および／または隙間内に閉じ込められた可燃性ガス（例えば、水素）は、不活性ガス（例えば、窒素）の向流によって回収できる。いくつかの例では、向流構成は、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が通過する上向きに流れる不活性ガスを設定する場合がある。本体フィルタ（例えば、フィルタ１２５）から炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を排出する場合、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）を不活性ガスの上向きの流れに送り込むことができる。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が不活性ガスを介して落下すると、水素が粒子および／または凝集体の細孔および／または隙間から不活性ガスに拡散する可能性がある。水素および他の可燃性ガスの浮力は、このプロセスを支援する可能性がある。いくつかの例では、向流構成は、不活性ガス（例えば、窒素）の最小限の使用、プロセスからの発生ガス流中の可燃性ガスの最高濃度、およびプロセスの継続的な完了をもたらし得る。絶対圧力の変化を使用して、可燃性ガスを不活性ガスに置き換えることができる。可燃性ガス（例えば、水素）は、窒素または別の不活性ガスとの圧力変動によって除去できるため、圧力の各変化（例えば、複数の雰囲気からより低い圧力または真空まで）は、可燃性ガスの少なくとも一部不活性ガスで置き換えることができる。圧力変動脱気では、圧力変動の使用に必要な圧力の変化を抑えるために圧力容器が必要になる場合がある。圧力変動が圧力変動の代わりに真空を使用する、または圧力変動を補足する真空を使用する場合、圧力変動脱気は圧力容器を必要とする場合がある。不連続ではあるが、このような圧力変動は短期間で発生する可能性があり、その結果、比較的短期間で生成物が不活性化される。圧力を変化させる、または上向きに流れる不活性ガスを提供するために使用される不活性ガスは、例えば、窒素、希ガス（ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンなど）、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。可燃性ガスは、温度の変化（例えば、温度の変動）によって除去される場合がある。温度の変動は、（例えば、また）細孔および／または間の可燃性ガスを効果的に置換する可能性があるが、圧力の変動または向流法よりも時間がかかる場合がある。可燃性ガス（例えば、水素）は生成物をフィルタに一晩放置するだけで、可燃性ガス（例えば、水素）が時間とともに拡散するように、除去することができる。可燃性ガスは、粒子の塊（例えば、カーボンブラック）にガスを流すことにより、または例えば、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の流動床のような流動化粒子（例えば、流動化炭素粒子（例えば、カーボンブラック））を経ることにより除去できる。可燃性ガスは、不活性ガス（例えば、アルゴン）で希釈することで除去できる。不活性とは、可燃性ガスを安全なレベルまで除去することを示し得る（例えば、爆発が発生し得ない場合）。不活性とは、不活性環境の作成を示し得る。いくつかの例では、可燃性ガスを除去するということは、可燃性ガスを（例えば、容認できる体積パーセントに）減らすことを示し得る。
反応器のバックエンド（例えば、バックエンド１３５）は、構成要素の非限定的な１または複数の例として、ペレタイザー、乾燥機、および／または袋詰め機を含むことができる。より多くの構成要素またはより少ない構成要素を追加または削除できる。例えば、ペレタイザーの例は、米国特許出願公開第２０１２／０２９２７９４号明細書（「ＰＲＯＣＥＳＳ ＦＯＲ ＴＨＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＰＥＬＬＥＴＳ」）に見出すことができ、これは参照により本明細書に完全に組み込まれる。ペレタイザーについては、水、バインダー、および炭素粒子（カーボンブラックなど）をピン型ペレタイザーに一緒に添加し、ペレタイザーで処理した後、乾燥させる。バインダー：炭素粒子（例えば、バインダー：カーボンブラック）の比は、約０．１：１未満であり得、水：炭素粒子（例えば、水：カーボンブラック）の比は、約０．１：１から約３：１の範囲内であり得る。バインダーは、例えば、本明細書の他の箇所に記載されているもの（例えば、無灰バインダー）であってもよい。炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、分級機、ハンマーミル、および／または他のサイズ縮小装置（例えば、生成物のグリットの割合を減らすため）を通過することもできる。例において、エネルギー流は、約１．２ｋｇの水／ｋｇの炭素粒子（例えば、カーボンブラック）（例えば、１２０ＤＢＰ）を必要とする炭素粒子（例えば、カーボンブラック）に対して約３５００ｋＪ／ｋｇであり得る。ＤＢＰ炭素粒子（例えば、カーボンブラック）が少ないと、許容できる質のペレットを作るために使用する水が少なくなるため、必要な熱が少なくなり得る。ペレット化媒体（例えば、水）を加熱することができる（例えば、炭素（例えば、カーボンブラック）がより高温で乾燥機に入るようにする）。あるいは、プロセスは、回転ドラムが生成物を高密度化する乾式ペレット化プロセスを使用してもよい。一部の用途では、非ペレット化炭素粒子（例えば、非ペレット化カーボンブラック）、いわゆるフラフィー炭素粒子（例えば、フラフィーのカーボンブラック）、またはフラフィー状態にすりつぶされたペレット化した炭素粒子（例えば、ペレット化した黒）も、許容される場合がある。
ペレタイザーは、石油のペレット化プロセスを使用できる。石油のペレット化プロセスの例は、米国特許第８，３２３，７９３号明細書（「ＰＥＬＬＥＴＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＹＲＯＬＹＺＥＤ ＲＵＢＢＥＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ」）に見出すことができる。これは、参照により本明細書に完全に組み込まれる。石油のペレット化は、本明細書の他の場所でより詳細に説明されている低灰／低グリット炭素粒子を生成するために有利に使用され得る（例えば、約０．０５％未満の灰および／または約５ｐｐｍグリット未満の炭素粒子（例えば、３２５メッシュ））。オイルのペレット化によって炭素粒子に灰が追加されることはない。バインダー油（例えば、高度に芳香族の油、ナフテン油、およびパラフィン油の少なくとも１つ）および炭素粒子をペレタイザー内で一緒に添加してもよい。バインダー油は、炭素粒子と共にミキサーに（例えば、バインダーオイルの約１５重量パーセントまでの量で）添加されて、ペレット化された炭素粒子（例えば、ペレット化されたカーボンブラック）を形成し得る。あるいは、蒸留水および糖などの無灰バインダーを使用して、本明細書の他の場所でより詳細に説明する低灰／低グリット炭素粒子（例えば、約０．０５％未満の灰および／または約５ｐｐｍグリット（例えば、３２５メッシュ）未満の炭素粒子）を生成してもよい。蒸留水や糖などの灰を含まないバインダーでのペレット化では、炭素粒子にいずれの灰も追加されない場合がある。無灰バインダーの他の例には、ポリエチレングリコールおよび／またはポリオキシエチレン（例えば、ＴＷＥＥＮ（登録商標）８０および／またはＴＷＥＥＮ（登録商標）２０材料などのエチレンオキシドのポリマー）が含まれ得るが、これらに限定されない。
乾燥機は、例えば、間接的（例えば、燃焼の代わりにシステムの１または複数の流体との熱交換などによる間接燃焼または他の方法で加熱される）回転乾燥機であってもよい。乾燥機は、空気、プロセスガス、およびパージガスのうちの１または複数を使用して、（例えば、ペレット化された）炭素粒子を加熱してもよい。いくつかの例では、パージガスのみが使用され得る。いくつかの例では、パージガスの有無にかかわらず、空気が使用され得る。いくつかの例では、パージガスの有無にかかわらず、プロセスガスが使用され得る。いくつかの例では、パージガスの有無にかかわらず、空気とプロセスガスが使用され得る。乾燥機は、並流または向流運転用に構成されてもよい（例えば、パージガスを使用）。
乾燥機は、例えば、並流パージガス（乾燥機への直接ガス添加）の間接燃焼回転乾燥機であってもよい。パージガスは、熱風と並流で乾燥機に供給されてもよい。湿式炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、熱風の完全な酸素含有量にさらされることなく乾燥され得る（例えば、そのような暴露は火災を引き起こす場合があるため）。並流でパージガスと熱風を乾燥機に供給すると、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の外部の最高温度が制限される場合がある。そうでなければ、内部が濡れている間に熱くなりすぎる可能性がある。乾燥機の向流運転は、場合によってはより多くのエネルギーおよび容量の効率がある可能性がある。バレルに空気を追加すると、乾燥機の熱効率が向上し、容量が増加する場合がある。ただし、乾燥機のバレル速度が高くなりすぎると、ペレットが乾燥機から一掃され、パージフィルタへのリサイクル率が高くなり、ペレタイザーに戻る可能性がある（例えば、これにより、効率と容量が低下する）。また、炭素粒子（例えばカーボンブラック）の表面に過剰な酸素を追加することもある。乾燥機バレルへ使用された（例えば、より冷たい）空気を加えることは制限され得る（例えば、実質的な蒸気雰囲気で制限された酸化を提供するため）。乾燥機に熱を与えた後、空気にはまだ多くのエネルギーが含まれている可能性がある。いくつかの例では、空気は約３５０℃のオーダーの温度であり得る。このガスは、例えば、ボイラーに向けられ得る（例えば、エネルギー効率の目的で）。本明細書の他の場所で説明するように、プロセスガス（例えば、脱気ユニットから）を使用して、粒子を乾燥させることができる（例えば、空気および／またはパージガスと組み合わせて）。例えば、プロセスガスは、粒子を乾燥するために、高温の空気の代わりに（例えば、パージガスと並流で）または高温の空気と組み合わせて使用されてもよい。
炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、約１５０℃から約４００℃の温度まで乾燥させることができる。いくつかの例では、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、少なくとも約２５０℃まで乾燥させることができる（例えば、中心が確実に乾燥するようにするため）。乾燥機内の空気は制御できる。乾燥機の空気は、例えば、炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の表面の酸化に影響を与えるように、または炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の元の「死んだ」表面を維持するように制御され得る。「死んだ」表面は、ある範囲の相対湿度（ＲＨ）条件（例えば、約０％から約８０％ＲＨ）にさらされたときに、かなりの量の水分吸収がないことを特徴とする場合がある。本明細書の他の場所でより詳細に説明されるように、本開示のプロセスからの炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、製造時に元のままであり得（例えば、表面官能基が形成されず、材料が「死んだ」表面を有し得る）、例えば、約０．２重量％未満の酸素を含有してもよい（例えば、最終生成物に表面酸素官能基が存在しなくてもよい）。酸化性（例えば、酸素を含まない）空気は、例えば、約５体積％または１０体積％を超える酸素を含んでもよい。少量の酸化では、空気は、例えば、約１体積％から約１０体積％の酸素に制御されてもよい。したがって、本開示の炭素粒子（例えば、カーボンブラック）は、作製された粒子が元の状態ではない１または複数のプロセス（例えば、ファーネスブラックと比較して）に比べて、追加の能力および適合性を有し得る。このステップでさらに酸化すると、カーボンブラックの表面から自然酸素を除去するのに必要な温度が７００℃を超えるため、乾燥機で元の状態に戻すことができない。代替的または追加的に、本明細書に記載のシステムおよび方法は、表面化学を制御および／または修正する（例えば、カーボンブラック粒子などの炭素粒子に官能化の程度および／または密度を付与する）ように適合させることができる（例えば、同一出願人による同時係属中の国際公開第２０１７／０２７３８５号（「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）に記載されている炭素粒子（例えば、カーボンブラック）の表面組成、ＷＳＰ、表面官能基の量または密度など）。これは参照により本明細書に完全に組み込まれる。
本開示は、極めて高純度の生成物を提供し得る（例えば、本明細書に記載のプロセスは、最終生成物に例えば、多量の硫黄、酸素、遷移金属および／または耐火ファーネス（例えば、シリカ、アルミナなど）不純物を伴わない粒子の表面およびバルクなど、低汚染および／または不純物の生成物を提供し得る）。すべての構成材料を慎重に検討することにより、さらに一際純粋な生成物を大規模に製造することができる（例えば、本明細書に記載の天然ガスを構成材料の慎重な操作と組み合わせて使用することにより、さらに一際純粋な生成物を大規模に実現できる）。例えば、炭素鋼で作られた、または炭素鋼を含む所定の部品をステンレス鋼製またはステンレス鋼製の部品に、ライニングのセラミック部品を高摩耗セラミックに、特定のライニングの領域を１または複数の炭素質材料（例えば、硬化エポキシ、グラファイト、および／または生成物の不純物に寄与しないその他の非多孔性材料）に換えることや、硬化したステンレス鋼を炭化タングステンおよび／または他の適切な材料で置き換えることなどが挙げられる。
［実施例］
［実施例１］
炭素粒子は、炭化水素注入器が２つの同心電極の中心に挿入される図４に示されたものと同様のセットアップを使用して製造される。注入器の先端は、電極の平面から１４インチ上にあり、電極は６５０ｋＷで動作している。電極間の環内の水素流量は９０Ｎｍ３／時（標準立方メートル／時）で、電極の外側のシールドフローは２４２Ｎｍ３／時である。天然ガスは８８ｋｇ／時間の割合で注入される。メタン変換率に基づくカーボンナノ粒子の収率は９５％を超えている。
［実施例１］
炭素粒子は、炭化水素注入器が２つの同心電極の中心に挿入される図４に示されたものと同様のセットアップを使用して製造される。注入器の先端は、電極の平面から１４インチ上にあり、電極は６５０ｋＷで動作している。電極間の環内の水素流量は９０Ｎｍ３／時（標準立方メートル／時）で、電極の外側のシールドフローは２４２Ｎｍ３／時である。天然ガスは８８ｋｇ／時間の割合で注入される。メタン変換率に基づくカーボンナノ粒子の収率は９５％を超えている。
この例の炭素粒子のサンプル（例えば、カーボンナノ粒子）のＮ２ＳＡは２４．５ｍ２／ｇ、ＳＴＳＡは２６．５ｍ２／ｇ、ＤＢＰは７０ｍｌ／１００ｇ、Ｌｃは６．８ｎｍ、ｄ００２は０．３４７ｎｍ、Ｓ含有量０．１３（全サンプルの割合）、Ｈ含有量０．０９（全サンプルの割合）、Ｎ含有量０．１６（全サンプルの割合）、Ｏ含有量０．１６（全サンプルの割合）であった。参照カーボンブラックのサンプル（例えば、ファーネスブラック対応物）のＮ２ＳＡは２６．２ｍ２／ｇ、ＳＴＳＡは２５．６ｍ２／ｇ、ＤＢＰは６５ｍｌ／１００ｇ、Ｌｃは２．６ｎｍ、ｄ００２は０．３５８ｎｍ、Ｓ含有量１．５７（全サンプルの割合）、Ｈ含有量０．２６（全サンプルの割合）、Ｎ含有量０．０８（全サンプルの割合）、Ｏ含有量０．５２（全サンプルの割合）であった。
［実施例２］
炭素粒子は、炭化水素注入器が２つの同心電極の中心に挿入される図４に示されたものと同様のセットアップを使用して製造される。注入器の先端は、電極の平面から１４インチ上にあり、電極は８５０ｋＷで動作している。電極間の環内の水素流量は２３５ｎｍ３／時（標準立方メートル／時）で、電極の外側のシールドフローは１９２ｎｍ３／時である。天然ガスは１０３ｋｇ／時間の割合で注入される。メタン変換率に基づくカーボンナノ粒子の収率は９４％を超えている。
炭素粒子は、炭化水素注入器が２つの同心電極の中心に挿入される図４に示されたものと同様のセットアップを使用して製造される。注入器の先端は、電極の平面から１４インチ上にあり、電極は８５０ｋＷで動作している。電極間の環内の水素流量は２３５ｎｍ３／時（標準立方メートル／時）で、電極の外側のシールドフローは１９２ｎｍ３／時である。天然ガスは１０３ｋｇ／時間の割合で注入される。メタン変換率に基づくカーボンナノ粒子の収率は９４％を超えている。
この例の炭素粒子のサンプル（例えば、カーボンナノ粒子）のＮ２ＳＡは４５．６ｍ２／ｇ、ＳＴＳＡは４８．８ｍ２／ｇ、ＤＢＰは１３５ｍｌ／１００ｇ、Ｌｃは６．９ｎｍ、ｄ００２は０．３４６ｎｍ、Ｓ含有量０．１５（全サンプルの割合）、Ｈ含有量０．０９（全サンプルの割合）、Ｎ含有量０．２（全サンプルの割合）、Ｏ含有量０．１１（全サンプルの割合）であった。参照カーボンブラックのサンプル（例えば、ファーネスブラック対応物）のＮ２ＳＡは３８．８ｍ２／ｇ、ＳＴＳＡは３８．４ｍ２／ｇ、ＤＢＰは１２０ｍｌ／１００ｇ、Ｌｃは２．５ｎｍ、ｄ００２は０．３５９ｎｍ、Ｓ含有量２．１０（全サンプルの割合）、Ｈ含有量０．２７（全サンプルの割合）、Ｎ含有量０．１２（全サンプルの割合）、Ｏ含有量０．８７（全サンプルの割合）であった。
本開示のシステムおよび方法は、他のシステムおよび／または方法、例えば、米国特許第２０１５／０２１０８５６号明細書および国際公開第２０１５／１１６８０７号（「ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＨＩＧＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ」）、米国特許出願公開第２０１５／０２１１３７８号明細書号（「ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＬＡＳＭＡ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＧＥＮ ＰＲＯＣＥＳＳ ＷＩＴＨ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＣＹＣＬＥ ＰＯＷＥＲ ＰＬＡＮＴ，ＳＩＭＰＬＥ ＣＹＣＬＥ ＰＯＷＥＲ ＰＬＡＮＴ ＡＮＤ ＳＴＥＡＭ ＲＥＦＯＲＭＥＲＳ」）、国際公開第２０１５／１１６７９７号（「ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＬＡＳＭＡ ＡＮＤ ＨＹＤＲＯＧＥＮ ＰＲＯＣＥＳＳ ＷＩＴＨ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＣＹＣＬＥ ＰＯＷＥＲ ＰＬＡＮＴ ＡＮＤ ＳＴＥＡＭ ＲＥＦＯＲＭＥＲＳ」）、米国特許出願公開第２０１５／０２１０８５７号明細書、および国際公開第２０１５／１１６７９８号（「ＵＳＥ ＯＦ ＦＥＥＤＳＴＯＣＫ ＩＮ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＰＬＡＳＭＡ ＰＲＯＣＥＳＳ」）、米国特許出願公開第２０１５／０２１０８５８号明細書、および国際公開第２０１５／１１６８００号（「ＰＬＡＳＭＡ ＧＡＳ ＴＨＲＯＡＴ ＡＳＳＥＭＢＬＹ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」）、米国特許出願公開第２０１５／０２１８３８３号明細書、および国際公開第２０１５／１１６８１１号（「ＰＬＡＳＭＡ ＲＥＡＣＴＯＲ」）、米国特許出願公開第２０１５／０２２３３１４号明細書、および国際公開第２０１５／１１６９４３号（「ＰＬＡＳＭＡ ＴＯＲＣＨ ＤＥＳＩＧＮ」）、国際公開第２０１６／１２６５９８号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＣＯＭＢＵＳＴＡＢＬＥ ＧＡＳ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮ」）、国際公開第２０１６／１２６５９９号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ」）、国際公開第２０１６／１２６６００号（「ＲＥＧＥＮＥＲＡＴＩＶＥ ＣＯＯＬＩＮＧ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」）、米国特許出願公開第２０１７／００３４８９８号明細書、および国際公開第２０１７／０１９６８３号（「ＤＣ ＰＬＡＳＭＡ ＴＯＲＣＨ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＰＯＷＥＲ ＤＥＳＩＧＮ ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」）、米国特許出願公開第２０１７／００３７２５３号明細書、および国際公開第２０１７／０２７３８５号（「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）、米国特許出願公開第２０１７／００５８１２８号明細書、および国際公開第２０１７／０３４９８０号（「ＨＩＧＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＨＥＡＴ ＩＮＴＥＧＲＡＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）、米国特許出願公開第２０１７／００６６９２３号明細書、および国際公開第２０１７／０４４５９４号（「ＣＩＲＣＵＬＡＲ ＦＥＷ ＬＡＹＥＲ ＧＲＡＰＨＥＮＥ」）、米国特許出願公開第２０１７００７３５２２号明細書、および国際公開第２０１７／０４８６２１号（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＦＲＯＭ ＮＡＴＵＲＡＬ ＧＡＳ」）、米国特許第１，３３９，２２５号明細書（「ＰＲＯＣＥＳＳ ＯＦ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ ＧＡＳＥＯＵＳ ＦＵＥＬ」）、米国特許第７，４６２，３４３号明細書（「ＭＩＣＲＯ−ＤＯＭＡＩＮ ＧＲＡＰＨＩＴＩＣ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」）、米国特許第６，０６８，８２７号明細書（「ＤＥＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＯＦ ＨＹＤＲＯＣＡＲＢＯＮ ＴＯ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）、米国特許第７，４５２，５１４号明細書（「ＤＥＶＩＣＥ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＣＯＮＶＥＲＴＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＦＥＥＤＳＴＯＣＫ ＩＮＴＯ ＣＡＲＢＯＮ ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＨＡＶＩＮＧ Ａ ＤＥＦＩＮＥＤ ＮＡＮＯＳＴＲＵＣＴＵＲＥ」）、米国特許第２，０６２，３５８号明細書（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＥ」）、米国特許第４，１９９，５４５号明細書（「ＦＬＵＩＤ−ＷＡＬＬ ＲＥＡＣＴＯＲ ＦＯＲ ＨＩＧＨ ＴＥＭＰＥＲＡＴＵＲＥ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＲＥＡＣＴＩＯＮ ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ」）、米国特許第５，２０６，８８０号明細書（「ＦＵＲＮＡＣＥ ＨＡＶＩＮＧ ＴＵＢＥＳ ＦＯＲ ＣＲＡＣＫＩＮＧ ＨＹＤＲＯＣＡＲＢＯＮＳ」）、米国特許第４，８６４，０９６号明細書（「ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＡＲＣ ＴＯＲＣＨ ＡＮＤ ＲＥＡＣＴＯＲ ＶＥＳＳＥＬ」）、米国特許第８，４４３，７４１号明細書（「ＷＡＳＴＥ ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」）、米国特許第３，３４４，０５１号明細書（「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＴＨＥ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＩＮ Ａ ＨＩＧＨ ＩＮＴＥＮＳＩＴＹ ＡＲＣ」）、米国特許第２，９５１，１４３号明細書（「ＡＲＣ ＴＯＲＣＨ」）、米国特許第５，９８９，５１２号明細書（「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥ ＦＯＲ ＴＨＥ ＰＹＲＯＬＹＴＩＣ ＤＥＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＯＦ ＨＹＤＲＯＣＡＲＢＯＮＳ」）、米国特許第３，９８１，６５９号明細書（「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＲＹＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＰＥＬＬＥＴＳ」）、米国特許第３，３０９，７８０号明細書（「ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＤＲＹＩＮＧ ＷＥＴ ＰＡＲＴＩＣＵＬＡＴＥ ＳＯＬＩＤＳ」）、米国特許第３，３０７，９２３号明細書（「ＰＲＯＣＥＳＳ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）、米国特許第８，５０１，１４８号明細書（「ＣＯＡＴＩＮＧ ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＩＮＧ Ａ ＬＯＷ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＡＮＤ ＤＥＶＩＣＥＳ ＦＯＲＭＥＤ ＴＨＥＲＥＷＩＴＨ」）、国際公開第２０１３／１８５２１９号（「ＰＲＯＣＥＳＳＥＳ ＦＯＲ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ」）、米国特許第８，４８６，３６４号明細書（「ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＯＦ ＧＲＡＰＨＥＮＩＣ ＣＡＲＢＯＮ ＰＡＲＴＩＣＬＥＳ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＭＥＴＨＡＮＥ ＰＲＥＣＵＲＳＯＲ ＭＡＴＥＲＩＡＬ」）、中国特許第１０３１６０１４９号明細書（「ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＲＥＡＣＴＩＯＮ ＦＵＲＮＡＣＥ ＡＮＤ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮ ＭＥＴＨＯＤ」）、米国特許出願公開第２０１２／０２９２７９４号明細書（「ＰＲＯＣＥＳＳ ＦＯＲ ＴＨＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＰＥＬＬＥＴＳ」）、米国特許出願公開第２００５／０２３０２４０号明細書（「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＡＲＢＯＮ ＡＬＬＯＴＲＯＰＥＳ ＳＹＮＴＨＥＳＩＳ」）、英国特許第１４００２６６号明細書（「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＰＲＯＤＵＣＩＮＧ ＣＡＲＢＯＮ ＢＬＡＣＫ ＢＹ ＰＹＲＯＬＹＳＩＳ ＯＦ ＨＹＤＲＯＣＡＲＢＯＮ ＳＴＯＣＫ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＩＮ ＰＬＡＳＭＡ」）、米国特許第８，７７１，３８６号明細書（「ＩＮ−ＳＩＴＵ ＧＡＳＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＯＯＴ ＣＯＮＴＡＩＮＥＤ ＩＮ ＥＸＯＴＨＥＲＭＩＣＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＥＤ ＳＹＮＧＡＳ ＳＴＲＥＡＭ」）、および米国特許第８，３２３，７９３号明細書（「ＰＥＬＬＥＴＩＺＡＴＩＯＮ ＯＦ ＰＹＲＯＬＹＺＥＤ ＲＵＢＢＥＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ」）に記載されている化学処理および加熱方法、化学処理システム、反応器、およびプラズマトーチと組み合わせまたは修正することができる。これらはそれぞれ参照により本明細書に完全に組み込まれる。
したがって、本発明の範囲には、添付の特許請求の範囲に含まれる可能性のあるすべての修正および変更が含まれるものとする。本発明の他の実施形態は、本明細書の考察および本明細書に開示された本発明の実施から当業者には明らかであろう。本明細書および実施例は例示としてのみ考慮されることが意図されており、本発明の真の範囲および精神は添付の特許請求の範囲によって示される。
Claims (164)
- 炭素粒子を生成するためのシステムであって、
１または複数の材料の流れの中で少なくとも１つの材料の流れを加熱する熱発生器、および
前記１または複数の材料の流れから前記炭素粒子を生成する反応器であって、前記炭素粒子が（ｉ）約０．０５％未満の灰、約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはそれらの組み合わせの純度、（ｉｉ）約３．０ナノメートル（ｎｍ）より大きい格子定数（Ｌｃ）、および（ｉｉｉ）約０．３５ｎｍ未満のグラファイトの００２ピークの格子間隔（ｄ００２）を有する反応器
を備えるシステム。 - 前記炭素粒子が約０．３％未満の硫黄を備える、請求項１に記載のシステム。
- 前記炭素粒子が約５０ｐｐｍ以下の硫黄を備える、請求項２に記載のシステム。
- 前記炭素粒子が約１０ｐｐｍ以下の硫黄を備える、請求項３に記載のシステム。
- 前記炭素粒子が約０．０３％以下の灰を備える、請求項１に記載のシステム。
- 前記炭素粒子が約０．０１％以下の灰を備える、請求項５に記載のシステム。
- 前記炭素反応器が前記熱発生器を備える、請求項１に記載のシステム。
- 前記熱発生器は、電気エネルギーで前記少なくとも１つの材料の流れを加熱する、請求項１に記載のシステム。
- 前記炭素粒子が、約１５ｍ２／ｇ（グラム当たり平方メートル）から約３００ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項１に記載のシステム。
- 前記炭素粒子がカーボンブラックを含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記炭素粒子は、約１ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを備える、請求項１に記載のシステム。
- 炭素粒子の製造方法であって、
熱伝達ガスを加熱することと、
前記炭素粒子を生成するために、前記熱伝達ガスと炭化水素原料を混合することであって、前記炭素粒子は、（ａ）前記炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下であるフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｂ）約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積、および純度が約０．０５％未満の灰および／または約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリットである、混合することと
を含む方法。 - 前記炭素粒子および水素ガスを生成するために、前記熱伝達ガスを前記炭化水素原料と混合することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記加熱の下流で前記熱伝達ガスを前記炭化水素原料と混合することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記熱伝達ガスが約６０％を超える水素を備える、請求項１２に記載の方法。
- 前記熱伝達ガスが水素である、請求項１５に記載の方法。
- 前記炭化水素原料が少なくとも約７０重量％のメタン、エタン、プロパンまたはそれらの混合物を備える、請求項１２に記載の方法。
- 前記炭素粒子がカーボンブラックを含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記加熱することは、電気エネルギーで加熱することを含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記加熱することは、電気アークにより加熱することを含む、請求項１９に記載の方法。
- 前記炭素粒子が約０．０３％以下の灰を備える、請求項１２に記載の方法。
- 前記炭素粒子が約０．０１％以下の灰を備える、請求項２１に記載の方法。
- 前記炭素粒子が、約１ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを備える、請求項１２に記載の方法。
- （ｉ）油ペレット化、または（ｉｉ）蒸留水および無灰バインダーによるペレット化を使用して前記炭素粒子をペレット化することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記無灰バインダーが糖である、請求項２４に記載の方法。
- 前記炭素粒子が約０．４％以下の酸素を備える、請求項１２に記載の方法。
- 前記炭素粒子が約９９％以上の炭素を備える、請求項１２に記載の方法。
- 前記炭素粒子が約０．４％未満の水素を備える、請求項１２に記載の方法。
- 前記炭素粒子が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有する、請求項１２に記載の方法。
- 相対湿度８０％の空気から水を吸着する前記親和性が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である、請求項２９に記載の方法。
- 前記炭素粒子が、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有する、請求項１２に記載の方法。
- 前記ＷＳＰが約５ｍＪ／ｍ２未満である、請求項３１に記載の方法。
- 前記炭素粒子が、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有する、請求項１２に記載の方法。
- 前記炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下であるフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収を有する炭素粒子。
- 前記粒子がカーボンブラックである、請求項３４に記載の炭素粒子。
- ＤＢＰとＣＤＢＰの比が、参照カーボンブラックのＤＢＰとＣＤＢＰの比の約９５％以下である、請求項３５に記載の炭素粒子。
- 前記粒子が約１５ｍ２／ｇ（グラム当たり平方メートル）から約３００ｍ２／ｇの表面積を有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約１ｎｍより大きいＬｃを有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約３ｎｍ以上のＬｃを有する、請求項３８に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約４ｎｍより大きいＬｃを有する、請求項３９に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子は、約３．０ｎｍより大きいＬｃ、約０．３５ｎｍより小さいｄ００２、またはそれらの組み合わせを有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、ＬａまたはＬｃに関して約３ｎｍから約２０ｎｍの結晶化度を有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記ＤＢＰが前記ＣＤＢＰの約１．１倍以下である、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．３重量％未満の硫黄を備える、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．４重量％以下の酸素を備える、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約９９重量％以上の炭素を備える、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．４重量％未満の水素を備える、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、参照カーボンブラックよりも低い水素含有量を有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 相対湿度８０％の空気から水を吸着する前記親和性が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である、請求項４９に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- 前記ＷＳＰが約５ｍＪ／ｍ２未満である、請求項５１に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有する、請求項３４に記載の炭素粒子。
- （ｉ）約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積、および（ｉｉ）純度が約０．０５％未満の灰、および約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはその組み合わせを有する炭素粒子。
- 前記炭素粒子がカーボンブラック粒子を備える、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子は、約３．０ｎｍよりも大きいＬｃ、約０．３５ｎｍよりも小さいｄ００２、約０．３％よりも少ない硫黄、またはそれらの任意の組み合わせを有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子は、約３．０ｎｍよりも大きいＬｃ、約０．３５ｎｍよりも小さいｄ００２、約１０ｐｐｍよりも少ない硫黄、またはそれらの任意の組み合わせを有する、請求項５６に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子のトートが約９９％以上である、請求項５４に記載の炭素粒子。
- （ｉ）約１９ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約５５ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収を有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- （ｉ）約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｉｉ）約１９ｍ２／ｇから約３９ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約５５ｍｌ／１００ｇから約７５ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- （ｉ）約２９ｍ２／ｇから約４１ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約８４ｍｌ／１００ｇから約９６ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｉｉ）約２５ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- （ｉ）約３４ｍ２／ｇから約４６ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約１１５ｍｌ／１００ｇから約１２７ｍｌ／１００ｇのフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収、または（ｉｉ）約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇのＮ２ＳＡおよび約１１１ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇのＤＢＰを有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．０３％以下の灰を備える、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．０１％以下の灰を備える、請求項６３に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約１ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを備える、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．４％以下の酸素を備える、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約９９％以上の炭素を備える、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．４％未満の水素を備える、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、参照カーボンブラックよりも低い水素含有量を有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 相対湿度８０％の空気から水を吸着する前記親和性が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である、請求項７０に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- 前記ＷＳＰが約５ｍＪ／ｍ２未満である、請求項７２に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有する、請求項５４に記載の炭素粒子。
- （ｉ）約１５平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）以上の窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および（ｉｉ）約５ｐｐｍ未満の硫黄を有する炭素粒子。
- Ｎ２ＳＡが約２３ｍ２／ｇから約３５ｍ２／ｇであり、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収が約５９ｍｌ／１００ｇから約７１ｍｌ／１００ｇである、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約約１重量ｐｐｍ未満の硫黄を備える、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記Ｎ２ＳＡが約３００ｍ２／ｇ以下である、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記Ｎ２ＳＡが約２０ｍ２／ｇ以上である、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．４％以下の酸素を備える、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約９９％以上の炭素を備える、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が約０．４％未満の水素を備える、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、参照カーボンブラックよりも低い水素含有量を有する、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有する、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 相対湿度８０％の空気から水を吸着する前記親和性が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である、請求項８４に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有する、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 前記ＷＳＰが約５ｍＪ／ｍ２未満である、請求項８６に記載の炭素粒子。
- 前記炭素粒子が、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有する、請求項７５に記載の炭素粒子。
- 請求項７５に記載の前記炭素粒子を備えるゴム。
- 請求項８９に記載の前記ゴムを備えるタイヤ。
- 請求項７５に記載の前記炭素粒子を備える塗料。
- 請求項７５に記載の前記炭素粒子を備えるコーティング。
- 請求項７５に記載の前記炭素粒子を備えるエラストマー複合体。
- 請求項７５に記載の前記炭素粒子を備えるポリマー。
- 請求項７５に記載の前記炭素粒子を備えるインク。
- 粒子を生成するためのシステムであって、
１または複数の材料の流れの中の少なくとも１つの材料の流れを電気的に加熱する熱発生器、
１または複数の材料の流れの少なくとも１つから硫黄不純物を除去するフィルタ、および
前記１または複数の材料の流れから前記粒子を生成する反応器
を含むシステム。 - 前記粒子が炭素粒子を備える、請求項９６に記載のシステム。
- 前記炭素粒子がカーボンブラックを含む、請求項９７に記載のシステム。
- 前記粒子が約０．３％未満の硫黄を備える、請求項９６に記載のシステム。
- 前記粒子が約５０百万分率（ｐｐｍ）未満の硫黄を備える、請求項９９に記載のシステム。
- 前記粒子が約１０ｐｐｍ未満の硫黄を備える、請求項１００に記載のシステム。
- 前記粒子が約５ｐｐｍ未満の硫黄を備える、請求項１０１に記載のシステム。
- 前記粒子が約１ｐｐｍ未満の硫黄を備える、請求項１０２に記載のシステム。
- 前記１または複数の材料の流れが原料流を含み、前記フィルタが前記原料流から硫黄不純物を除去する、請求項９６に記載のシステム。
- 前記フィルタは、原料注入器に連結される、請求項９６に記載のシステム。
- 前記フィルタは、前記原料注入器の入口に連結される、請求項１０５に記載のシステム。
- 前記粒子が約１５平方メートル／グラム（ｍ２／ｇ）以上の窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）を有し、約５重量ｐｐｍ未満の硫黄を備える、請求項９６に記載のシステム。
- 前記熱発生器はプラズマ発生器である、請求項９６に記載のシステム。
- ラジエーターホース、自動車用押出成形品、中電圧電力ケーブルのケーブルフラッディング／絶縁、またはシールであるポリマー製品であって、
（ａ）純度が約０．０５％未満の灰、および約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはその組み合わせ；約３．０ナノメートル（ｎｍ）より大きい格子定数（Ｌｃ）；グラファイトの００２ピークの格子間隔（ｄ００２）が約０．３５ｎｍ未満；
（ｂ）前記炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下のフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収；
（ｃ）約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積；および、純度が約０．０５％未満の灰、約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはそれらの組み合わせ、または
（ｄ）窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）が１グラム当たり約１５平方メートル（ｍ２／ｇ）以上で、硫黄が約５ｐｐｍ未満
を有する炭素粒子を含むポリマー製品。 - 前記ＤＢＰが前記ＣＤＢＰの約１．１倍以下である、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約１重量ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを備える、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約１０ｍ２／ｇから約３０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約７０ｍｌ／１００ｇから約１２０ｍｌ／１００ｇの構造を有し、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較すると、（ｉ）加工性の向上または改善、（ｉｉ）成形性の向上または改善、（ｉｉｉ）電気抵抗率の増加、（ｉｖ）分散の強化または改善、（ｖ）押出の強化または改善、および／または（ｖｉ）生強度の増加を有する、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記Ｎ２ＳＡが約１５ｍ２／ｇから約２０ｍ２／ｇであり、前記構造が約８０ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇである、請求項１１２に記載のポリマー。
- 前記ポリマー製品が前記ラジエーターホースである、請求項１１２に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約１７ｍ２／ｇから約５１ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約１０８ｍｌ／１００ｇから約１３３ｍｌ／１００ｇの構造を有し、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較すると、（ｉ）表面の欠陥／欠陥の減少、（ｉｉ）虹色の減少、（ｉｉｉ）寸法安定性の向上または改善、（ｉｖ）分散の向上または改善、（ｖ）押出特性の向上または改善、（ｖ）押出平滑性の向上または改善、および／または（ｖｉ）生強度の向上を有する、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記Ｎ２ＳＡが約２０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇであり、前記構造が約１１０ｍｌ／１００ｇから約１３０ｍｌ／１００ｇである、請求項１１５に記載のポリマー製品。
- 前記ポリマー製品が前記自動車用押出物である、請求項１１５に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約１１１ｍｌ／１００ｇ以上の構造を有し、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較すると、（ｉ）加工性の向上または改善、（ｉｉ）剥離の向上または改善、（ｉｉｉ）清浄度の向上、（ｉｖ）分散の強化または改善、（ｖ）押出の強化または改善、および／または（ｖｉ）ケーブル寿命の向上または改善を有する、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記Ｎ２ＳＡが約３０ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇであり、前記構造が約１５０ｍｌ／１００ｇ以上である、請求項１１８に記載のポリマー製品。
- 前記ポリマー製品が、中電圧電力ケーブル用の前記ケーブルフラッディング／絶縁体である、請求項１１８に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約２ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約３３ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇの構造を有し、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較して、（ｉ）熱熟成物理特性の向上または改善、および／または（ｉｉ）屈曲サイクルおよび亀裂発生に対する耐性によって測定される動的能力の向上または改善を有する、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記Ｎ２ＳＡが約２０ｍ２／ｇから約４０ｍ２／ｇであり、前記構造が約４５ｍｌ／１００ｇから約９５ｍｌ／１００ｇである、請求項１２１に記載のポリマー製品。
- 前記ポリマー製品が前記シールである、請求項１２１に記載のポリマー製品。
- 前記ポリマー製品がＥＰＤＭゴムを備える、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．４％以下の酸素を備える、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約９９％以上の炭素を備える、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．４％未満の水素を備える、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有する、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 相対湿度８０％の空気から水を吸着する前記親和性が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である、請求項１２８に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有する、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 前記ＷＳＰが約５ｍＪ／ｍ２未満である、請求項１３０に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有する、請求項１０９に記載のポリマー製品。
- 成形されるポリマー製品であって、
ａ．純度が約０．０５％未満の灰、および約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはその組み合わせ；約３．０ナノメートル（ｎｍ）より大きい格子定数（Ｌｃ）；グラファイトの００２ピークの格子間隔（ｄ００２）が約０．３５ｎｍ未満；
ｂ．前記炭素粒子の圧縮されたフタル酸ジブチル（ＣＤＢＰ）吸収の約１．３倍以下のフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）吸収；
ｃ．約１５ｍ２／ｇ（平方メートル／グラム）から約３００ｍ２／ｇの表面積；および、純度が約０．０５％未満の灰、約５ｐｐｍ未満の３２５メッシュグリット、またはそれらの組み合わせ、または
ｄ．窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）が１グラム当たり約１５平方メートル（ｍ２／ｇ）以上で、硫黄が約５ｐｐｍ未満
を有する炭素粒子を含むポリマー製品。 - 前記炭素粒子が約２ｍ２／ｇから約５０ｍ２／ｇの窒素表面積（Ｎ２ＳＡ）および約３３ｍｌ／１００ｇから約１３１ｍｌ／１００ｇの構造を有し、参照カーボンブラックを備えるポリマー製品と比較して、（ｉ）強化されたまたは改善された金型流動性、（ｉｉ）長い金型寿命、（ｉｉｉ）研磨化合物の量の減少、（ｉｖ）動的環境での長い寿命、（ｖ）亀裂の発生が少ないこと、および／または（ｖｉ）破損が少ないことを有する、請求項１３３に記載のポリマー製品。
- 前記Ｎ２ＳＡが約２２ｍ２／ｇから約４５ｍ２／ｇであり、前記構造が約４２ｍｌ／１００ｇから約１００ｍｌ／１００ｇである、請求項１３４に記載のポリマー。
- 前記炭素粒子が約０．４％以下の酸素を備える、請求項１３３に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約９９％以上の炭素を備える、請求項１３３に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．４％未満の水素を備える、請求項１３３に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有する、請求項１３３に記載のポリマー製品。
- 相対湿度８０％の空気から水を吸着する前記親和性が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である、請求項１３９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有する、請求項１３３に記載のポリマー製品。
- 前記ＷＳＰが約５ｍＪ／ｍ２未満である、請求項１４１に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有する、請求項１３３に記載のポリマー製品。
- ラジエーターホース、自動車用押出成形品、中電圧電力ケーブルのケーブルフラッディング／絶縁、またはシールであるポリマー製品であって、３．０ｎｍを超えるＬｃの炭素粒子を含むポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．３重量％未満の硫黄を備える、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．１重量％未満の硫黄を備える、請求項１４５に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が重量基準で約５０百万分率（ｐｐｍ）未満の硫黄を備える、請求項１４６に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約１０重量％以下の硫黄を備える、請求項１４７に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約１重量ｐｐｍ未満の硫黄を備える、請求項１４８に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．０３重量％以下の灰を備える、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．０１重量％以下の灰を備える、請求項１５０に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約５重量％ｐｐｍ以下の３２５メッシュグリットを備える、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- ＤＢＰとＣＤＢＰの比が、参照カーボンブラックのＤＢＰとＣＤＢＰの比の約９５％以下である、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記Ｌｃが約４ｎｍより大きい、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子がカーボンブラック粒子である、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．３５ｎｍ未満のｄ００２を有する、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．４重量％以下の酸素を備える、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が約０．４重量％未満の水素を備える、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．５ｍｌ（ミリリットル）未満の水を含む相対湿度８０％の空気から水を吸着する親和性を有する、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 相対湿度８０％の空気から水を吸着する前記親和性が、前記炭素粒子の表面積１平方メートル当たり約０．０５ｍｌ未満の水である、請求項１５９に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約０〜約８ｍＪ／ｍ２の水拡散圧力（ＷＳＰ）を有する、請求項１４４に記載のポリマー製品。
- 前記ＷＳＰが約５ｍＪ／ｍ２未満である、請求項１６１に記載のポリマー製品。
- 前記炭素粒子が、約０．５μｍｏｌ／ｍ２以下の総表面酸基含有量を有する、請求項１５４に記載のポリマー製品。
- 前記ポリマー製品がＥＰＤＭゴムを備える、請求項１５４に記載のポリマー製品。
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