JP3406470B2 - 粒子状アセチレンブラックとその製造方法及び用途 - Google Patents

粒子状アセチレンブラックとその製造方法及び用途

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂及び／又はゴ
ムに優れた分散性と高導電性を付与することができ、し
かも粉だちの少ない粒子状アセチレンブラックとその製
造方法及び用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】アセチレンブラックは黒鉛と無定形炭素
の中間に属し、大きな比表面積と一次粒子の連なる立体
的錯状構造（以下、「ストラクチャー」という。）で構
成されており、不純物が混入する要因の少ない高純度の
カーボンブラックであり、樹脂及び／又はゴムの導電性
付与剤や電池等として使用されている。アセチレンブラ
ックは、嵩密度が小さく、樹脂及び／又はゴムに添加す
る際は混練時の加工性、粉塵飛散性を考慮し、粒状化し
たものが主として使用されている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】アセチレンブラックの造粒は、他のカーボ
ンブラックと同様に撹拌造粒方式が用いられている。撹
拌造粒方式は、カーボンブラックと湿潤剤又は有機系バ
インダーとを撹拌混合することによって粒状化する方式
であり、比較的粒度の揃った粒子を得ることができる。
その一例として、特公平１−５８２２７号公報（米国特
許第４，６０８，２４４号明細書）がある。この方式
は、沃素吸着量９５ｍｇ／ｇ以上のアセチレンブラック
原粉をイオン交換水を湿潤剤として用いて造粒するもの
である。この方式によって得られた粒子状アセチレンブ
ラックは、樹脂及び／又はゴムの導電性付与剤として用
いる際、その分散性を重視することから、粒硬度が５ｇ
／個未満と小さく、しかもマトリックス中に凝集粒子が
残存しないように有機物系バインダーを添加せずにイオ
ン交換水のみで造粒されていることが特徴である。
【０００４】しかしながら、従来の粒子状アセチレンブ
ラックでは、ストラクチャーが発達しているため、一般
の導電性カーボンブラックに比べて粒硬度が小さい。そ
のため、樹脂及び／又はゴムに混練する際、粉状化して
系外に飛散し、仕込み量よりも少ない量のアセチレンブ
ラックしか樹脂及び／又はゴムに混入させることができ
ず（以下、アセチレンブラックの仕込み量に対する樹脂
及び／又はゴムへの混入量を「アセチレンブラック収
率」という。）、設計されたとおりの導電性を付与する
ことが困難である。
【０００５】一方、混練時のアセチレンブラックの輸送
方法として空気輸送を用いる場合がある。空気輸送を行
った場合、輸送配管内壁での衝突により、輸送後には造
粒粒子が破壊され粉だちを起こす問題があった。更に
は、アセチレンブラックと樹脂及び／又はゴムとの混練
においては、混練初期の粒子破壊による粉状化及び粒子
の低嵩密度の理由により、長い混練時間を余儀なくされ
ていた。混練時間の短縮のため、高せん断力を付与する
とストラクチャーが破壊し、アセチレンブラックが持つ
導電性や補強性等の特性が損なわれる問題があった。し
たがって、樹脂及び／又はゴムの導電性付与剤として
は、混練時の飛散損失が少なく（アセチレンブラック収
率が高く）、分散性に優れ、有機系バインダーによって
汚染されていないことが重要であり、その出現が待たれ
ていた。
【０００６】アセチレンブラックは発達したストラクチ
ャーを有するため、他のカーボンブラックと比べて含水
率を高くしないと造粒することができない。含水率を高
くすると、乾燥した造粒粒子中の空隙が多くなるので、
粒硬度と嵩密度が小さくなる。含水率を低減させて造粒
するには、ヘンシェルミキサー等の造粒機の撹拌速度や
撹拌時間を増加することが考えられるが、この場合は粒
硬度は強くならず、むしろアセチレンブラックのストラ
クチャーが破壊されるので、樹脂組成物及び／又はゴム
組成物の導電性は十分に向上しない。したがって、アセ
チレンブラックの粒硬度を向上させるには有機系バイン
ダーの添加が有効であるが、造粒粒子中にそれが残存
し、不純物の増加や凝集粒子の偏析による分散不良が起
こり、樹脂組成物及び／又はゴム組成物の特性を低下さ
せる。
【０００７】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、粒硬度が大きくかつ分散性が良好であるので、樹脂
及び／又はゴムへの高充填が可能となり、もって導電性
付与能力の大なる粒子状アセチレンブラックを有機系バ
インダーを用いることなく提供することを目的とするも
のである。
【０００８】本発明の目的は、アセチレンブラック原粉
にその造粒を行うのに必要な水量よりも過剰のイオン交
換水を配合して先ず第一段階の造粒を行い、次いでこの
造粒物にアセチレンブラック原粉を配合して第二段階の
造粒を行い、粒子状アセチレンブラックを製造すること
によって達成することができる。このようにして製造さ
れた粒子状アセチレンブラックは、粒硬度５ｇ／個以
上、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ3 以上、粗粒分１０ｐｐｍ以
下の特性を有するものであり、構造的には、粒状アセチ
レンブラック表面にアセチレンブラックの被覆層が形成
されてなる構造、言葉をかえればコアシェル構造を有し
ていることが特徴である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、以
下を要旨とするものである。 （請求項１） 粒状アセチレンブラック表面にアセチレ
ンブラックの被覆層が形成されてなることを特徴とする
粒子状アセチレンブラック。 （請求項２） 粒硬度５ｇ／個以上、嵩密度０．２ｇ／
ｃｍ３ 以上、粗粒分１０ｐｐｍ以下であることを特徴
とする請求項１記載の粒子状アセチレンブラック。 （請求項３） 灰分が１００ｐｐｍ以下であることを特
徴とする請求項２記載の粒子状アセチレンブラック。 （請求項４） 粒硬度が５〜１０ｇ／個、嵩密度０．２
５〜０．４ｇ／ｃｍ３、粗粒分１０ｐｐｍ以下、灰分が
５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の
粒子状アセチレンブラック。 （請求項５） 粗粒分１ｐｐｍ以下であることを特徴と
する請求項４記載の粒子状アセチレンブラック。 （請求項６） コアシェル構造を有してなることを特徴
とする粒子状アセチレンブラック。 （請求項７） 粒硬度５ｇ／個以上、嵩密度０．２ｇ／
ｃｍ３ 以上、粗粒分１０ｐｐｍ以下であることを特徴
とする請求項６記載の粒子状アセチレンブラック。 （請求項８） 灰分が１００ｐｐｍ以下であることを特
徴とする請求項７記載の粒子状アセチレンブラック。 （請求項９） 粒硬度が５〜１０ｇ／個、嵩密度０．２
５〜０．４ｇ／ｃｍ３、粗粒分１０ｐｐｍ以下、灰分が
５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の
粒子状アセチレンブラック。 （請求項１０） 粗粒分１ｐｐｍ以下であることを特徴
とする請求項９記載の粒子状アセチレンブラック。 （請求項１１） アセチレンブラック原粉１００重量部
に対しイオン交換水２００〜３５０重量部を配合して第
一段階の造粒を行った後、次いでこの造粒物１００重量
部に対しアセチレンブラック原粉１０〜５０重量部を配
合し第二段階の造粒を行うことを特徴とする粒子状アセ
チレンブラックの製造方法。 （請求項１２） 請求項１〜１０に記載されたいずれか
の粒子状アセチレンブラックを樹脂及び／又はゴムに含
有させてなることを特徴とする組成物。 （請求項１３） 樹脂及び／又はゴムが、エチレン酢酸
ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体及
びエチレンアクリル酸ブチル共重合体から選ばれた１種
又は２種以上であり、その合計１００重量部に対し請求
項１〜１０に記載されたいずれかの粒子状アセチレンブ
ラックを３０〜１００重量部配合されてなることを特徴
とするケーブル用半導電層用組成物。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、更に詳しく本発明について
説明する。
【００１１】本発明で使用されるアセチレンブラック原
粉は、良く知られているように、アセチレンガスの熱分
解温度を２０００℃以上好ましくは２２００℃以上に保
持することによって製造することができる。その際の熱
分解炉としては例えば特開昭５６−９０８６０号公報に
記載されたものが使用される。また、アセチレンガスの
分解の際に、水素ガス、不活性ガス等を導入し、熱分解
温度を制御することによって沃素吸着量が２０〜１１０
ｍｇ／ｇのアセチレンブラックを製造することもできる
（特公平３−４９９４１号公報）。このようにして製造
されたアセチレンブラック原粉を従来の攪拌造粒方式で
造粒しても本発明が目的とする造粒粒子は得られない。
また、アセチレンブラックの造粒粒子の粒硬度と嵩密度
とには正の相関関係にあり、造粒条件が同一である場
合、沃素吸着量の大きいアセチレンブラックほど造粒粒
子の粒硬度と嵩密度が小さくなるので、このことを考慮
に入れて造粒しても結果はやはり同じであり、粒硬度と
嵩密度の大きな粒子は得られない。
【００１２】本発明の粒子状アセチレンブラックは、従
来の攪拌造粒方式によりアセチレンブラック原粉を造粒
する際、先ず第一段階の造粒において、アセチレンブラ
ック原粉が可塑化するすなわち粒状化するよりも過剰の
水分を加えて造粒し、次いで第２段階の造粒において、
アセチレンブラック原粉を加えて含水率を調節して造粒
することによって製造することができる。
【００１３】このようにして製造された本発明の粒子状
アセチレンブラックは、粒硬度５ｇ／個以上、嵩密度
０．２ｇ／ｃｍ3 以上を有するものであり、アセチレン
ブラック原粉の粗粒分と灰分を調節しておくことによっ
て、粗粒分１０ｐｐｍ以下特に１ｐｐｍ以下、灰分１０
０ｐｐｍ以下特に５０ｐｐｍ以下のものとなる。また、
構造的には、粒状アセチレンブラック表面にアセチレン
ブラックの被覆層が形成されてなる構造、言葉をかえれ
ば「ゆで卵」のようにコアシェル構造を有していること
が特徴である。
【００１４】図１は、本発明の粒子状アセチレンブラッ
クの断面を示した倍率６０倍の電子顕微鏡写真であり、
図２は従来の粒子状アセチレンブラックの断面を示した
倍率６０倍の電子顕微鏡写真である。図において、１は
コア部を構成する粒状アセチレンブラック、２はシェル
部を構成するアセチレンブラックの被覆層、３は空隙、
４はコア部を構成する粒状アセチレンブラックの表面で
ある。
【００１５】図１と図２を対比すると、本発明の粒子状
アセチレンブラック（図１）には、第一段階の造粒で得
られた粒状アセチレンブラックの表面４が観察されるこ
とから、粒状アセチレンブラック表面にアセチレンブラ
ックの被覆層が形成されてなる構造、言葉をかえればコ
アシェル構造を有していることが明白である。また、本
発明の粒子状アセチレンブラックのシェル部２は緻密で
あり、コア部とシェル部との間に空隙３が見受けられる
ように、コア自体は柔らかく、シェル部が破壊されれば
コア部も容易に粉状化することが特徴である。シェル部
は、造粒操作を繰り返し行うことによって２層以上にす
ることもでき、含水率等を変えること以外にシェル部の
厚みを変えることによって粒硬度を変化させることがで
きる。
【００１６】本発明の粒子状アセチレンブラックの製造
方法について説明すると、第一段階の造粒においては、
アセチレンブラック原粉１００重量部とイオン交換水２
００〜３５０重量部の配合物を攪拌造粒する。イオン交
換水が２００重量部未満では粒状化に必要な水分が不足
して造粒することが困難となる。また、３５０重量部を
こえると造粒粒子が著しく成長し、団子状となり、第二
段階の造粒工程でアセチレンブラック原粉を配合しても
団子状粒子と粉末が分離したままの状態となる。好まし
くは、アセチレンブラック原粉１００重量部とイオン交
換水２００〜３５０重量部の配合物であって、しかもア
セチレンブラック原粉の沃素吸着量Ｘｍｇ／ｇとした場
合、次の（１）式で求められた含水率Ｙ重量％よりも３
重量％をこえ６重量以下の含水率となるようにイオン交
換水を配合して攪拌造粒すると、更に粒径の均一な造粒
物が得られ易くなる。
【００１７】 Ｙ＝（０．００２Ｘ2 ／ｌｏｇＸ）＋６０・・・（１）
【００１８】第二段階の造粒においては、第一段階の造
粒で得られた造粒物１００重量部にアセチレンブラック
原粉１０〜５０重量部を配合し攪拌造粒する。アセチレ
ンブラック原粉の配合量が１０重量部未満ではシェル部
がほとんど形成されず、粒硬度の大きさが不均一で粒子
径の不揃いな造粒物となり、また５０重量部をこえると
アセチレンブラック原粉が過剰となって造粒粒子以外に
未造粒の粉が多く含有するようになり、いずれの場合に
おいても粒硬度と嵩密度の大きい造粒物を製造すること
ができなくなる。好ましくは、第一段階の造粒物１００
重量部とアセチレンブラック原粉１０〜５０重量部の配
合物であって、しかも（１）式で求められた含水率Ｙ重
量％に対し−２〜−１０重量％の含水率（すなわち、Ｙ
よりも２〜１０重量％小さい含水率）となるようにアセ
チレンブラック原粉を配合して攪拌造粒を行うことであ
り、これによって粒子径が均一で、粒硬度と嵩密度の大
きい造粒物が得られ易くなる。
【００１９】本発明で使用されるアセチレンブラック原
粉は、アセチレンガスを温度２０００℃以上好ましくは
２２００℃以上に熱分解して製造されたものが好まし
く、特に空気中のアセチレンブラック濃度を０．１〜１
ｋｇ／ｍ3 に調整し、それを風力分級機に２回以上通過
させて灰分を１００ｐｐｍ以下、粗粒分を１０ｐｐｍ以
下に低減させたものが最適である。風力分級機として
は、遠心式、慣性式、重力式のいずれも使用可能である
が、慣性式特にファントンゲレン型分級機が好ましい
（特公昭５８−５４８７６号公報、イギリス特許第２０
６４９９４号明細書参照）。
【００２０】本発明の粒子状アセチレンブラックは、粒
硬度５ｇ／個以上、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ3 以上といず
れも著しく高いが、これはコアシェル構造によってコア
部よりもシェル部が緻密化されたためであると考えてい
る。したがって、本発明の粒子状アセチレンブラックを
樹脂及び／又はゴムに混練する際、アセチレンブラック
収率が高まり、しかも混練初期にせん断力が付与される
と被覆層が破壊されそれが速やかに樹脂及び／又はゴム
に分散していく性質があるので分散性も高まり、設計し
たとおりの導電性を付与することができる。更には、高
充填が可能であるので、従来よりも一段と高導電性の樹
脂組成物及び／又はゴム組成物を製造することができ
る。
【００２１】本発明において、粒子状アセチレンブラッ
クの粒硬度を５ｇ／個以上とした理由は、樹脂及び／又
はゴムに高充填してもその分散性を高くすること、アセ
チレンブラック収率を向上させること、及び空気輸送時
の粉化防止のためである。更に説明すると、特公平１−
５８２２７号公報に記載の粒状アセチレンブラックは、
樹脂及び／又はゴムへの充填量を少なくして高導電性を
付与したり塗料の分散性を高めたりするものであるか
ら、５ｇ／個未満の粒硬度が必要となるが、本発明では
それよりも強い粒硬度が必要となる。
【００２２】本発明においては、粒子状アセチレンブラ
ックの粒硬度の上限は１０ｇ／個であることが望まし
い。その理由は次のとおりである。すなわち、種々の粒
硬度を有するアセチレンブラックを樹脂及び／又はゴム
に混練し加熱プレスして厚さ１ｍｍの成形体を作製し、
それをミクロトームで１μｍの厚さに切り、光学顕微鏡
で凝集粒子の存在割合を観察した結果、粒硬度が１０ｇ
／個をこえるアセチレンブラックにはそれが多く存在す
ることが確認されたことによるものである。このような
凝集粒子は樹脂成型品及び／又はゴム成型品の導電性や
機械的特性にバラツキを生じさせ、場合によってはそれ
らの特性を著しく低下させる。
【００２３】また、本発明において、粒子状アセチレン
ブラックの嵩密度を０．２ｇ／ｃｍ3 以上としたのは、
それよりも小さいとアセチレンブラック収率が低下して
樹脂及び／又はゴムに設計したとおりの導電性を付与す
ることが困難となり、また樹脂及び／又はゴムへの分散
速度も遅くなるので長時間の混練が必要となる。特に、
二軸押出機等の連続式混練機では初期混練が必要となる
ため、嵩密度は０．２５ｇ／ｃｍ3 以上であることが好
ましい。嵩密度と粒硬度は正の相関があり、粒硬度１０
ｇ／個程度のアセチレンブラックの嵩密度は０．４ｇ／
ｃｍ3 程度であるので、嵩密度の上限は０．４ｇ／ｃｍ
3 程度であることが好ましい。
【００２４】更に、本発明において、粒子状アセチレン
ブラックの粗粒分を１０ｐｐｍ以下としたのは、本発明
の用途が特にケーブル用半導電層用組成物である場合に
おいて、粗粒分は樹脂成型品及び／又はゴム成型品の平
滑性を損なわせ電気特性を著しく阻害させるからであ
る。特に用途が超高電圧ケーブル用半導電層用組成物で
ある場合においては、粗粒分は１ｐｐｍ以下であること
が好ましい。
【００２５】また、本発明においては、樹脂組成物及び
／又はゴム組成物の耐久性を考慮し、粒子状アセチレン
ブラックの灰分は１００ｐｐｍ以下であることが好まし
い。特に本発明の用途がケーブル用半導電層用組成物で
ある場合は、高電圧によって金属不純物のイオン化を促
進し、電気トリー（ｔｒｅｅ）が発生しやすくなるので
灰分を５０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。本発明で
使用されるアセチレンブラック原粉は、金属酸化物含有
量の極めて少ないアセチレンガスを熱分解させて製造さ
れるものであるため、製造された段階ではほとんど灰分
は含有していないが、その後の取り扱い時や造粒時など
で混入する。したがって、本発明においては、上記のよ
うに、造粒する前にアセチレンブラック原粉を風力分級
機に２回以上通過させることが好ましい。
【００２６】本発明で使用される樹脂としては、ビスフ
ェノール型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、塩素環型エポキシ樹
脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルア
ミン型エポキシ樹脂、ハロゲン化エポキシ樹脂等のエポ
キシ樹脂、ポリベンズイミダゾール、ポリベンズオキサ
ゾール、ポリベンズチアゾール、ポリオキサジアゾー
ル、ポリピラゾール、ポリキノキサリン、ポリキナゾリ
ンジオン、ポリベンズオキサジノン、ポリインドロン、
ポリキナゾロン、ポリインドキシル、シリコン樹脂、シ
リコンーエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹
脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル、ポリアミノビス
マレイミド、ジアリルフタレート樹脂、フッ素樹脂、Ｔ
ＰＸ樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテ
ルイミド、アモルファスナイロン等のポリアミド、ポリ
ブチルテレフタレート及びポリエチレンテレフタレート
等のポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、変性ポ
リフェニレンエーテル、ポリアリレート、全芳香族ポリ
エステル、ポリスルホン、液晶ポリマー、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネ
ート、マレイミド変性樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ（アク
リロニトリル・アクリルゴム・スチレン）樹脂、ＡＥＳ
（アクリロニトリルーエチレン・プロピレン・ジエンゴ
ム−スチレン）樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、
エチレン酢酸ビニルやアクリル酸エチル等の共重合体樹
脂等である。
【００２７】また、本発明で使用されるゴムとしては、
天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリロニトリル
ブタジエンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン
プロピレンゴム、エチレンプロピレンターポリマー、エ
チレンとα−オレフィンとの共重合ゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、ポリエステル等の熱可塑性エラストマ
ー、クロロプレンゴム、ポリブタジエン、ヒドリンゴ
ム、クロロスルフォン化ポリエチレンなどである。
【００２８】本発明の粒子状アセチレンブラックの割合
は、樹脂及び／又はゴム１００重量部あたり２０〜２０
０重量部程度が好ましい。特に、本発明の粒子状アセチ
レンブラックの用途がケーブル用半導電層用組成物であ
る場合には、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンア
クリル酸エチル共重合体及びエチレンアクリル酸ブチル
共重合体から選ばれた１種又は２種以上の樹脂及び／又
はゴム１００重量部に対し３０〜１００重量部であるこ
とが好ましい。
【００２９】本発明の粒子状アセチレンブラックは、樹
脂及び／又はゴムの導電性付与剤の他に、塗料、電池、
脱臭剤等に使用することができる。
【００３０】本明細書に記載した物性は以下に従って測
定された。 （１）沃素吸着量；ＪＩＳ Ｋ １４７４ （２）嵩密度；ＪＩＳ Ｋ １４６９ （３）粒硬度；ＪＩＳ Ｋ ６２２１ （４）粗粒分；ＪＩＳ Ｋ ６２２１に準じ、篩目４５
μｍ以上の残量を測定した。
【００３１】（５）灰分 ；ＪＩＳ Ｋ １４６９に準
じて操作しＰｔ坩堝に灰分を得る。その灰分とフラック
ス（Li2B4O3)を混合し、１０００℃で３０分間又は灰分
が溶解するまで加熱し冷却した後、５％硝酸溶液に浸
し、原子吸光測定機器（ＡＡＳ）とイオン誘導プラズマ
測定機器（ＩＣＰ）で金属元素（ＩＣＰ；Ａｌ，Ｂａ，
Ｃａ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍｇ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｓ
ｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｚｎ，Ｚｒ、ＡＡＳ；Ｋ, Ｎａ）を測定
し、以下に従って金属酸化物に換算し、それらの合計量
を灰分とした。
【００３２】 Na2O;ppm =(Na;ppm ×Na2O分子量) /2 ×Na原子量 K2O;ppm =(K;ppm×K2O 分子量) /2×K 原子量 MgO;ppm =(Mg;ppm ×MgO 分子量) /Mg 原子量 CaO;ppm =(Ca;ppm ×CaO 分子量) /Ca 原子量 NiO;ppm =(Ni;ppm ×NiO 分子量) /Ni 原子量 CuO;ppm =(Cu;ppm ×CuO 分子量) /Cu 原子量 ZnO;ppm =(Zn;ppm ×ZnO 分子量) /Zn 原子量 SrO;ppm =(Sr;ppm ×SrO 分子量) /Sr 原子量 BaO;ppm =(Ba;ppm ×BaO 分子量) /Ba 原子量 Al2O3;ppm=(Al;ppm ×Al2O3 分子量) /2×Al原子量 Fe2O3;ppm=(Fe;ppm ×Fe2O3 分子量) /2×Fe原子量 Cr2O3;ppm=(Cr;ppm ×Cr2O3 分子量) /2×Cr原子量 V2O5;ppm =(V;ppm×V2O5分子量) /2×V 原子量 SiO2;ppm =(Si;ppm ×SiO2分子量) /Si 原子量 TiO2;ppm =(Ti;ppm ×TiO2分子量) /Ti 原子量 MnO2;ppm =(Mn;ppm ×MnO2分子量) /Mn 原子量 ZrO2;ppm =(Zr;ppm ×ZrO2分子量) /Zr 原子量
【００３３】（６）体積固有抵抗；粒子状アセチレンブ
ラック３０重量部とＥＶＡ樹脂（日本ユニカ−社製商品
名「ＮＵＣ−３１４５」）１００重量部とを内容積６０
ｍｌの混練試験機（東洋精機製作所社製「ラボプラスト
グラフＲ−６０」）でブレ−ド回転数３０ｒｐｍ、温度
１２０℃で１０分間混練した。この混練物を１８０℃の
加熱下にてプレス成形し厚さ１ｍｍの試料を作製した。
この試料を１×２０×７０ｍｍの直方体に切断し、電気
抵抗をデジタルマルチメーター（タケダ理研社製商品名
「ＴＲ−６８５６」）により測定した。 （７）樹脂成形体の比重；ＪＩＳ Ｋ ６２２０ （８）アセチレンブラック収率（％）；（ＪＩＳ Ｋ
６２２０で測定された比重×１００）÷（配合比から計
算された比重）を用いて算出した。 （９）凝集粒子数；上記で作製された試料をミクロトー
ムで１μｍにカットし、１００倍の光学顕微鏡にてアセ
チレンブラックの分散状態を観察し、１ｃｍ2 当たりの
未分散凝集粒子数を測定した。
【００３４】（１０）粉率上昇度；粒子状アセチレンブ
ラックの粉率をＪＩＳ Ｋ ６２２１に準じて測定した
後、内壁に邪魔板（幅３０ｍｍ）が取り付けられたポッ
トミル（３００ｍｍ×φ２００ｍｍ）に粒子状アセチレ
ンブラック１００ｇを入れ、ポットミルを回転数３０ｒ
ｐｍで３分間回転させた後、アセチレンブラックの粉率
を測定し、テスト前後の差を粉率上昇度とした。 （１１）解砕度；粒子状アセチレンブラック１０ｇを１
００ｍｌのメスシリンダーに入れ容積を測定後、その２
０ｇとポリスチレンペレット（３ｍｍ角）１２０ｇをＶ
型混合機（ミクロ形透視式混合器筒井理化学器械社製：
高さ２０ｃｍ×直径７ｃｍ）に入れ、４５ｒｐｍで２０
分間解砕した。解砕後、篩（２ｍｍ）に通し、アセチレ
ンブラックを回収した後、その内１０ｇを１００ｍｌの
メスシリンダーに入れ容積を測定した。解砕前後の容積
変化量を解砕度とした。 （１２）粒子構造観察；アセチレンブラック粒子を剃刀
で切断し、ＳＥＭ（ＪＥＯＬ社製商品名「ＪＳＭ−８４
０」）にて倍率６０倍で観察した。
【００３５】
【実施例】以下、実施例と比較例をあげて更に具体的に
本発明を説明する。
【００３６】実施例１ 垂直型熱分解炉を用い、分解温度２４００℃でアセチレ
ンガスを熱分解し、得られたアセチレンブラックを空気
中の濃度１．０ｋｇ／ｍ3 に調整しそれを風力分級機
（ファントンゲレン型）に４回通過させた。次に、この
アセチレンブラック原粉（含水率；０．０１重量％、沃
素吸着量Ｘ；１１０ｍｇ／ｇ、（１）式で算出された含
水率Ｙ；７１．８５重量％）１００重量部にイオン交換
水３００重量部（配合物の含水率；Ｙ＋３．１５重量
％）を配合し、高速ヘンシェルミキサー（三井三池製作
所社製商品名「１０Ｂ型」；容量９リットル）で撹拌速
度１１００ｒｐｍで５分間撹拌して第一段階の造粒を行
った後、得られた造粒物１００重量部に上記アセチレン
ブラック原粉２０重量部（配合物の含水率；Ｙ−９．３
５重量％）を配合し、攪拌速度１１００ｒｐｍで５分間
更に撹拌して第二段階の造粒を行い、それを温度１５０
℃に保たれた乾燥機で２０時間乾燥し、本発明の粒子状
アセチレンブラックを製造した。この粒子状アセチレン
ブラックの断面構造を示すＳＥＭ写真（倍率６０倍）を
図１に示す。
【００３７】実施例２ 風力分級機の通過回数を２回としたこと以外は実施例１
と同様にして粒子状アセチレンブラックを製造した。
【００３８】実施例３ アセチレンの熱分解温度１５００℃、風力分級機の通過
回数を２回通過させたこと以外は実施例１と同様にして
アセチレンブラック原粉（含水率；０．０１重量％、沃
素吸着量Ｘ；３０ｍｇ／ｇ、（１）式で算出された含水
率Ｙ；６１．２２重量％）を製造した。そして、第一段
階の攪拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２００重
量部（配合物の含水率；Ｙ＋５．４５重量％）、第二段
階の攪拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の配合量
を１５重量部（配合物の含水率；Ｙ−３．２５重量％）
としたこと以外は実施例１と同様にして粒子状アセチレ
ンブラックを製造した。
【００３９】実施例４ 第一段階の攪拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２
５０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋１０．２１重量
％）、第二段階の攪拌造粒におけるアセチレンブラック
原粉の配合量を２０重量部（配合物の含水率；Ｙ−１．
７０重量％）としたこと以外は実施例３と同様にして粒
子状アセチレンブラックを製造した。
【００４０】実施例５ 第一段階の攪拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２
００重量部（配合物の含水率；Ｙ＋５．４５重量％）、
第二段階の攪拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を３０重量部（配合物の含水率；Ｙ−９．９１重
量％）としたこと以外は実施例３と同様にして粒子状ア
セチレンブラックを製造した。
【００４１】実施例６ アセチレンの熱分解温度２０００℃としたこと以外は実
施例１と同様にしてアセチレンブラック原粉（含水率；
０．０１重量％、沃素吸着量Ｘ；９２ｍｇ／ｇ、（１）
式で算出された含水率Ｙ；６８．６２重量％）を製造し
た。そして、第一段階の攪拌造粒におけるイオン交換水
の配合量を２７０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋４．３
５重量％）、第二段階の攪拌造粒におけるアセチレンブ
ラック原粉の配合量を１０重量部（配合物の含水率；Ｙ
−２．２８重量％）としたこと以外は実施例１と同様に
して粒子状アセチレンブラックを製造した。
【００４２】実施例７ 第一段階の攪拌造粒におけるイオン交換水の配合量を２
７０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋４．３５重量％）、
第二段階の攪拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を２０重量部（配合物の含水率；Ｙ−７．８１重
量％）としたこと以外は実施例６と同様にして粒子状ア
セチレンブラックを製造した。
【００４３】比較例１ 第一段階の攪拌造粒におけるイオン交換水の配合量を３
５０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋９．１６重量％）、
第二段階の攪拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を５重量部（配合物の含水率；Ｙ＋５．４６重量
％）としたこと以外は実施例６と同様にして粒子状アセ
チレンブラックを製造した。
【００４４】比較例２ 第一段階の攪拌造粒におけるイオン交換水の配合量を３
５０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋９．１６重量％）、
第二段階の攪拌造粒におけるアセチレンブラック原粉の
配合量を８０重量部（配合物の含水率；Ｙ−２５．４１
重量％）としたこと以外は実施例３と同様にして粒子状
アセチレンブラックを製造したところ、粒子状アセチレ
ンブラックは得られなかった。
【００４５】比較例３ 第一段階の攪拌造粒におけるイオン交換水の配合量を３
８０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋１０．５５重量
％）、第二段階の攪拌造粒におけるアセチレンブラック
原粉の配合量を１０重量部（配合物の含水率；Ｙ＋３．
３５重量％）としたこと以外は実施例６と同様にして粒
子状アセチレンブラックを製造したところ、第一段階の
操作では泥状となり造粒することができなかった。
【００４６】比較例４ 実施例３で製造されたアセチレンブラック１００重量部
に対しイオン交換水を１７０重量部（配合物の含水率；
Ｙ＋１．７４重量％）を配合し第一段階の攪拌造粒のみ
を行った後、それを温度１５０℃に保たれた乾燥機で２
０時間乾燥して粒子状アセチレンブラックを製造した。
【００４７】比較例５ 実施例６で製造されたアセチレンブラック１００重量部
に対しイオン交換水を２５０重量部（配合物の含水率；
Ｙ＋２．８１重量％）を配合し第一段階の攪拌造粒のみ
を行った後、それを温度１５０℃に保たれた乾燥機で２
０時間乾燥して粒子状アセチレンブラックを製造した。
この粒子状アセチレンブラックの断面構造を示すＳＥＭ
写真（倍率６０倍）を図２に示す。
【００４８】比較例６ 実施例６で製造されたアセチレンブラック１００重量部
に対しＰＶＡ（電気化学工業社製商品名「Ｋ−１７
Ｅ」）２重量％水溶液２００重量部（配合物の含水率；
Ｙ−１．９５重量％）を配合し第一段階の攪拌造粒のみ
を行った後、それを温度１５０℃に保たれた乾燥機で２
０時間乾燥して粒子状アセチレンブラックを製造した。
【００４９】実施例１〜７及び比較例１〜６で製造され
た粒子状アセチレンブラックの物性の測定結果を表１に
示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】表１から、実施例の粒子状アセチレンブラ
ックは、比較例の粒子状アセチレンブラックに比べて、
粒硬度と嵩密度が共に高く、粗粒分も極めて低く、しか
も粉率上昇度と解砕度が共に小さいものであることがわ
かる。しかも、実施例の粒子状アセチレンブラックの配
合された樹脂組成物及び／又はゴム組成物は、比較例の
それに比べて体積固有抵抗が小さく導電性に優れ、アセ
チレンブラック収率も高いものであった。
【００５２】また、図１と図２の対比から明らかなよう
に、本発明の粒子状アセチレンブラックの構造は、粒状
アセチレンブラック表面にアセチレンブラックの被覆層
が形成されてなる構造、換言すればコアシェル構造を有
していることが示された。
【００５３】
【発明の効果】本発明の粒子状アセチレンブラックは、
樹脂及び／又はゴムに充填する際のアセチレンブラック
収率が高いので配合設計がしやすい、空気輸送後の粉だ
ちが少ない、導電性付与能力に優れている、などの効果
がある。
【００５４】本発明の粒子状アセチレンブラックの製造
方法によれば、上記特性に優れた粒子状アセチレンブラ
ックを生産性良く製造することができる。
【００５５】本発明の粒子状アセチレンブラックの配合
された樹脂組成物及び／又はゴム組成物によれば、電気
トリーの発生の極めて少ないケーブル用半導電層を形成
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の粒子状アセチレンブラックの断面構
造を示す倍率６０倍の電子顕微鏡写真。
【図２】 比較例（従来例）の粒子状アセチレンブラッ
クの断面構造を示す倍率６０倍の電子顕微鏡写真。
【符号の説明】
１ コア部を構成する粒状アセチレンブラック ２ シェル部を構成するアセチレンブラックの被覆層 ３ 空隙 ４ コア部を構成する粒状アセチレンブラックの表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｈ０１Ｂ 1/12 Ｈ０１Ｂ 1/12 Ｃ (56)参考文献 特開 昭62−18475（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−20565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−212466（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−58227（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C09C 1/54 C08K 3/04 C08L 23/08 C08L 31/04 C08L 33/08 C08L 101/00 H01B 1/12

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒状アセチレンブラック表面にアセチレ
    ンブラックの被覆層が形成されてなることを特徴とする
    粒子状アセチレンブラック。
  2. 【請求項２】 粒硬度５ｇ／個以上、嵩密度０．２ｇ／
    ｃｍ３ 以上、粗粒分１０ｐｐｍ以下であることを特徴
    とする請求項１記載の粒子状アセチレンブラック。
  3. 【請求項３】 灰分が１００ｐｐｍ以下であることを特
    徴とする請求項２記載の粒子状アセチレンブラック。
  4. 【請求項４】 粒硬度が５〜１０ｇ／個、嵩密度０．２
    ５〜０．４ｇ／ｃｍ３、粗粒分１０ｐｐｍ以下、灰分が
    ５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の
    粒子状アセチレンブラック。
  5. 【請求項５】 粗粒分１ｐｐｍ以下であることを特徴と
    する請求項４記載の粒子状アセチレンブラック。
  6. 【請求項６】 コアシェル構造を有してなることを特徴
    とする粒子状アセチレンブラック。
  7. 【請求項７】 粒硬度５ｇ／個以上、嵩密度０．２ｇ／
    ｃｍ３ 以上、粗粒分１０ｐｐｍ以下であることを特徴
    とする請求項６記載の粒子状アセチレンブラック。
  8. 【請求項８】 灰分が１００ｐｐｍ以下であることを特
    徴とする請求項７記載の粒子状アセチレンブラック。
  9. 【請求項９】 粒硬度が５〜１０ｇ／個、嵩密度０．２
    ５〜０．４ｇ／ｃｍ３、粗粒分１０ｐｐｍ以下、灰分が
    ５０ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の
    粒子状アセチレンブラック。
  10. 【請求項１０】 粗粒分１ｐｐｍ以下であることを特徴
    とする請求項９記載の粒子状アセチレンブラック。
  11. 【請求項１１】 アセチレンブラック原粉１００重量部
    に対しイオン交換水２００〜３５０重量部を配合して第
    一段階の造粒を行った後、次いでこの造粒物１００重量
    部に対しアセチレンブラック原粉１０〜５０重量部を配
    合し第二段階の造粒を行うことを特徴とする粒子状アセ
    チレンブラックの製造方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１〜１０に記載されたいずれか
    の粒子状アセチレンブラックを樹脂及び／又はゴムに含
    有させてなることを特徴とする組成物。
  13. 【請求項１３】 樹脂及び／又はゴムが、エチレン酢酸
    ビニル共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体及
    びエチレンアクリル酸ブチル共重合体から選ばれた１種
    又は２種以上であり、その合計１００重量部に対し請求
    項１〜１０に記載されたいずれかの粒子状アセチレンブ
    ラックを３０〜１００重量部配合されてなることを特徴
    とするケーブル用半導電層用組成物。
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