JP2996539B2 - アセチレンブラックとその製造方法及び用途 - Google Patents
アセチレンブラックとその製造方法及び用途Info
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Description
ブラックの高吸液性や高導電性付与能力等の特性を損な
わせずに、りん酸型燃料電池の酸素極等のように高温酸
化雰囲気下で使用した場合においても優れた耐酸化性を
示す高結晶性かつ高比表面積のアセチレンブラックとそ
の製造方法及び用途に関する。
たり電池等の電解液保持剤として、アセチレンブラッ
ク、ファ−ネスブラック、チャンネルブラック等のカ−
ボンブラックが使用されている。
クに比べて種々の特長を有しているが、高温酸化雰囲気
下においては酸化して劣化する欠点があった。また、乾
電池用合剤として使用した場合でも、高温下では乾電池
合剤中の二酸化マンガンと反応して二酸化炭素ガスを発
生させ、電池の性能を低下させた。
は、特開昭61-34073号公報により公知である。アセチレ
ンブラックの比表面積が高い程、導電性付与能力は向上
する反面、耐酸化性が低下した。アセチレンブラックの
酸化反応を防止するには、低比表面積化の手段がある
が、これではアセチレンブラックの特性である高吸液性
と高導電性付与能力を犠牲にしなければならなかった。
ような高結晶化法、すなわちクリプトル炉や高周波炉と
いった特殊な加熱炉を用い、不活性雰囲気下の真空中、
温度3000℃程度で熱処理するという方法によって、
アセチレンブラックを高結晶化し耐酸化性を改善しよう
とする試みもあるが、この方法では結晶子の厚み(以下
Lcと記す)で40Åとするのが限度であり、特に比表
面積100m2/g以上の高比表面積アセチレンブラック
においてはLc30Åが限界であった。
めたアセチレンブラックが記載されているが、この文献
には不明な部分も多く、また、比表面積が低いので導電
性付与能力は従来品と大差がなかった。
の問題点を解決し、高比表面積アセチレンブラックの特
長である高吸液性と高導電性付与能力を損なわせずに耐
酸化性を著しく高めたアセチレンブラックとその簡単な
製造方法及び用途を提供することにある。
下を要旨とするアセチレンブラックとその製造方法及び
用途である。 (請求項1)BET比表面積が110m2/g以上で、
X線回折により測定された結晶子の厚み(Lc)が35
Å以上であることを特徴とするアセチレンブラック。 (請求項2)請求項1記載のアセチレンブラックを含有
してなることを特徴とする導電性組成物。 (請求項3)カーボンブラックを発熱体としてなる通電
式加熱炉により、比表面積150m2/g以上のアセチ
レンブラックを2000℃以上の温度で焼成することを
特徴とする請求項1記載のアセチレンブラックの製造方
法。
る。
か又はLcが35Å未満であると、吸液性、導電性付与
能力、耐酸化性を十分に高めたアセチレンブラックとす
ることができない。好ましいBET比表面積は130m
2/g以上であり、Lcは50Å以上である。
要求されるあらゆる分野に使用される。例えば、マンガ
ン乾電池の電解液保持剤、りん酸型燃料電池やその他ガ
ス拡散電極等での各種触媒担持剤、リチウム電池の電極
に使用されるテフロン系バインダー、面状発熱体におけ
る樹脂の導電性付与剤などがあげられる。
ついて図面を参照しながら説明すると、図1は、本発明
のアセチレンブラックを製造する際に使用される通電式
加熱炉の概略断面図である。1はシャモット煉瓦等の炉
材、2はカーボンブラックからなる発熱体、3は原料ア
セチレンブラックを充填するための黒鉛等の坩堝、4と
5はそれぞれ電極を構成する黒鉛と銅板である。
としては、アセチレンブラック、ファ−ネスブラック、
チャンネルブラック等のいずれでもよいが、電気炉に充
填した際に、発熱体として適度な電気抵抗値を示すもの
が選択される。例えば、炉内容積が大きく電極間の距離
が長いときはJISK1469に示される電気抵抗率の
低いカーボンブラックを、一方、炉内容積が小さく電極
間の距離が短いときは電気抵抗率の高いものが選択され
る。また、通電加熱時において、嵩密度の低いカーボン
ブラックは内部のガス膨張により吹き出す恐れがあるの
で、低嵩密度品よりも高嵩密度品や粒状品を用いたほう
が好ましい。なお、電気抵抗値は、カーボンブラックの
充填容積と充填密度で変化させることもできる。具体的
には、電極間の電気抵抗値が1〜5Ωとなるように充填
するのがよい。電気抵抗値があまりにも低すぎると電流
が短絡してしまい、一方、あまりにも高すぎると発熱し
難い。
よいが、発熱体となるカ−ボンブラックと接する部分で
は高温となる恐れもあるので、図1に示すように黒鉛等
と併用するのが望ましい。
いが、カ−ボンブラック自体が断熱材としての役目を果
たすので、例えば耐火度がSK36程度のアルミナ系の
ものでも使用することができる。また、通電加熱時にカ
−ボンブラック内のガスが膨張するので、それを抜き出
すための適度な隙間を炉の組立時に設けるのがよい。
クを発熱体として炉内に充填するか及び/又は坩堝に充
填して2000℃以上の温度で焼成する。2000℃未
満の温度ではアセチレンブラックの結晶構造に変化を与
えることが困難である。焼成時間は2000℃以上の温
度に達してから1時間以上が好ましい。焼成雰囲気は大
気中でもかまわない。大気雰囲気で焼成した場合に発熱
体のカーボンブラックは多少燃焼するが加熱炉の機能に
は悪影響を与えない。発熱体カーボンブラックとしてア
セチレンブラックを使用した場合には、焼成後の発熱体
はそのまま本発明のアセチレンブラックとなるが、望ま
しくは黒鉛等の坩堝に充填して焼成されたものであり、
それによってばらつきの少ない製品が得られる。
に本発明を説明する。
原料アセチレンブラックの製造)特開昭61−3407
3号公報に準じて、炉内径0.35mφ×炉長4mの熱
分解炉の頂部中央に2重管方式のノズルを取り付け、1
時間あたりノズル内筒部からアセチレン20Nm3 、ノ
ズル外筒部から酸素9Nm3 及び水蒸気12Nm3 を供
給してアセチレンブラックを製造した。得られたアセチ
レンブラックの比表面積を窒素吸着によるBET1点法
により測定しところ、390m2/gであった。
×200mmの空洞を設けて積み上げ、銅板を接続した
黒鉛煉瓦を電極として空洞部の両端から差し込み、空洞
部に発熱体としてのアセチレンブラック「デンカブラッ
ク粒状品(電気化学工業株式会社商品名)」を空洞部一
杯に充填して電気炉とした。
で製造した原料アセチレンブラック50gを充填し、そ
れを上記発熱体の中に埋め込み、オプティカルメ−タ−
により測定された温度が表1に示す温度となるように通
電し、表1に示す時間で焼成した。
の方法により物性を測定した。その結果を表1に示す。
比較例2は原料アセチレンブラックの、比較例3は発熱
体として用いたアセチレンブラックの物性である。
T1点法にて測定した。 (2)塩酸吸液量:JISK1469に準じて測定し
た。 (3)Lc(黒鉛層の厚み):Cu−Kα線を用いたX
線回折法における(002)回折線より、次式に従って
計算した。 K=形状因子 (0.9を用いた) λ=X線の波長(1.54Å) θ=(002)回折線吸収バンドにおける極大値を示す
角度 β=(002)回折線吸収バンドにおける半価幅を角度
で示したもの (4)熱酸化温度:熱重量天秤にて空気雰囲気中で昇温
し、全体重量の5重量%が燃焼により減少したときの温
度 (5)体積固有抵抗:エチレン−酢酸ビニル共重合体樹
脂100重量部にアセチレンブラック30重量部を添加
してなるコンパウンドをシ−ト状に加工し、日本ゴム規
格協会(SRIS−2301)の方法に準じて測定し
た。
に比べて塩酸吸液、体積固有抵抗及び熱酸化温度のバラ
ンスのとれたアセチレンブラックとなることがわかる。
クは、本来の高吸液性と高導電性付与能力を損なわせず
に耐酸化性に優れたものとなる。本発明の製造方法によ
れば、そのようなアセチレンブラックを簡単に製造する
ことができる。本発明のアセチレンブラックは、耐酸化
性の要求される分野、例えばマンガン乾電池用合剤、り
ん酸型燃料電池やその他のガス拡散電極、リチウム電池
用のテフロン系バインダ−、面状発熱体等の導電性組成
物として使用することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 BET比表面積が110m2/g以上で、
X線回折により測定された結晶子の厚み(Lc)が35
Å以上であることを特徴とするアセチレンブラック。 - 【請求項2】 請求項1記載のアセチレンブラックを含
有してなることを特徴とする導電性組成物。 - 【請求項3】カーボンブラックを発熱体としてなる通電
式加熱炉により、比表面積150m2/g以上のアセチ
レンブラックを2000℃以上の温度で焼成することを
特徴とする請求項1記載のアセチレンブラックの製造方
法。
Priority Applications (1)
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JP3153821A JP2996539B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | アセチレンブラックとその製造方法及び用途 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3153821A JP2996539B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | アセチレンブラックとその製造方法及び用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04353572A JPH04353572A (ja) | 1992-12-08 |
JP2996539B2 true JP2996539B2 (ja) | 2000-01-11 |
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ID=15570832
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JP3153821A Expired - Lifetime JP2996539B2 (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | アセチレンブラックとその製造方法及び用途 |
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JP4297544B2 (ja) * | 1999-03-02 | 2009-07-15 | 電気化学工業株式会社 | アクリル系ゴム組成物 |
JP2003072880A (ja) * | 2001-09-04 | 2003-03-12 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Ic包装体 |
JP4932543B2 (ja) * | 2007-03-06 | 2012-05-16 | 電気化学工業株式会社 | 分極性電極の形成材及びその用途 |
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1991
- 1991-05-30 JP JP3153821A patent/JP2996539B2/ja not_active Expired - Lifetime
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